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人體生物力學
發布時間:2019-01-23 浏覽:229次

人體力學是研究人體活動和在各種力學作業條件下活動能力的學科。該學科基于人體生理解剖學和理論物理學的知識,研究人體運動(活動)器官的結構與功能,每個關節以及整個身體運動規律。 

人體具有功能完善的神經-肌肉-骨骼系統,通過如下4項生理活動構成人體力學的生理基礎,保證人體随意活動與力學作業的順利進行。 肌肉-骨骼系統的杠杆作用 

第一類杠杆(支點位于作用點與阻力點之間)用于保持平衡。可用小的作用力克服大的阻力,它的機械效率可以大于或小于1。枕環關節、骨盆大腿關節、膝腳關節屬于此類。如頸後肌牽拉為作用力,頭重為阻力,枕環關節為支點,作用力及阻力在支點兩側,并與支點支持力方向相反,可借此種杠杆來調整人體姿态,以維持頭部姿态平衡。第二類杠杆(阻力點位于作用點與支點之間)是省力杠杆,機械效率大于1。人腳尖站立時構成此類杠杆。踝關節跟腱為作用力,其重力(阻力)落在踝關節上,以拇趾底為支點來調整并保持走、跑、跳等動作的平衡。第三類是費力杠杆(動力點位于阻力點與支點之間),動力臂短于阻力臂。膝關節、肩關節、肘關節屬于此類。如,手持重物時肘關節彎曲,肱二頭肌作為作用力,手部為重力,關節滑車為支點。當肱二頭肌收縮時,使肘關節彎曲以保持上肢的穩定姿态。關節活動方向與角度 

人體各活動部位(主要以關節為核心)的方向與角度,取決于關節的表面形态。它可決定關節移位的自由度。由于骨骼處于固定狀态,關節的自由度不多于3個(少于機器人)。不同的關節具有不同的自由度。具有一個以上自由度的關節,可以使關節完成其最大可能的活動方向。如有3個自由度的骨盆和下颌關節,可以完成上下、左右、前後方向的動作。肩關節可完成人體坐标系上的3個方向活動:在矢狀面上的彎曲與伸展;在前額面上的内收與外展; 沿着垂直軸旋轉。人體各活動部位具有各自不同的活動方向與範圍。

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