244 grade de libertate

Biomecanica aparatului locomotor uman.

Motion și circulația posibilităților umane într-o mare măsură, depinde de structura și proprietățile sistemului musculo-scheletice (ODA). Spre deosebire de biomecanica anatomie și fiziologie interesate funcția motorie a organismelor vii, a cauzat caracteristici ale structurii corpului, inclusiv complexitatea proiectului, proprietățile biomecanice ale elementelor și varietatea mișcărilor sunt cele mai importante. Pentru comoditatea de a face cu AOD umane sunt împărțite în părți active și pasive).

Link-uri corp compus și grade de libertate.

Partea pasivă a aparatului locomotor uman include în mișcare 148 de oase și 147 de articulații. Biomecanica corpului uman considerat ca un sistem cu mai multe niveluri (modelul simplificat) care constă din legături deplasabil conectate solid. Fiecare element al sistemului are anumite proprietăți, care se poate manifesta în diferite moduri în mișcările umane.

Compoziția părții pasive TSR conține următoarele elemente:

- pârghii de transmisie a puterii și de funcționare;

- pendule de conversie a energiei;

- și tije de sprijin pentru contracararea sarcinilor externe;

- îmbinările de legătură oasele;

- limitarea mobilitatii articulare a oaselor în ceea ce privește fiecare

3) liant, întărind articulațiile și limitarea mobilității acestora.

Pentru a descrie structura și biomecanica funcția locomotorie în termeni de utilizare, cum ar fi „perechea cinematic“, „lanț cinematic“ și „gradul de libertate“, împrumutat din teoria mecanismelor și mașinilor.

O caracteristică a perechilor cinematice și lanțuri ale corpului uman este că mobilitatea lor nu este atât de dependent de metoda de conectare link-uri, la fel ca în mecanismele și mașinile de om. Suprafețele osoase care formează articulațiile, nu corespunde pe deplin reciproc (nu congruente), deci unitățile de deplasare relativă nu sunt definite strict controlate și activitatea musculară.

corp Multilink și un număr mare de diferite articulații asupra structurii, pe de o parte, acesta oferă o mobilitate foarte mare, dar, pe de altă parte, prezintă mari dificultăți în efectuarea mișcărilor motivante. O măsură cantitativă a mobilității corpului uman sunt părți ale gradului de libertate de mișcare.

Grade de libertate - acesta este numărul de mișcări unghiulare și liniare independente ale corpului.

Absolut corp liber, adică organismul, care nu este impusă nici o legătură, are șase grade de libertate (trei direcții de mișcare de translație și de rotație de trei). Deoarece legăturile corpului uman interconectate prin articulații, mobilitatea lor este limitată și depinde de tipul de articulare (șei, trohleara, sferice).

În ceea ce privește corpul uman termenul de „gradul de libertate“, descrie mobilitatea individuale cinematice perechi, lanțuri, și întregul corp ca întreg. Deoarece articulațiile sunt posibile mișcare de rotație, în principal, gradul de libertate în independent lor determinată de deplasare unghiulară, a cărei valoare depinde de forma și structura articulațiilor. De exemplu, la articulația cotului are două grade de libertate (flexie-extensie și pronație-supinație) și șold trei grade de libertate (flexie-extensie, abducție-aducțiune și pronație-supinație). Rețineți că gradul de libertate de a determina o serie de mișcări independente, în loc de mișcări oscilante ale articulațiilor.

Pentru a determina mobilitatea unei perechi cinematic sau lanț, trebuie să adăugați numărul de grade de libertate ale articulațiilor din cadrul acestora. De exemplu, mâna are 30 grade de libertate (15 articulații cu una, două articulații 6 și o îmbinare cu trei grade de libertate). În total, corpul uman există 244 de grade de libertate, ceea ce dovedește mobilitatea foarte ridicată și necesitatea de a controla mișcarea unui astfel de sistem complex.

Proprietățile mecanice ale mușchilor.

Partea activă a aparatului locomotor uman include mușchii scheletici, care sunt principalii factori ai corpului nostru. Numărul lor depășește 600, adică, de aproape trei ori mai mult decât numărul total de grade de libertate.

Mușchii îndeplinesc următoarele funcții:

- transformă energia chimică în lucru mecanic și tracțiune;

- acumula și face energia parțial elastică;

- umede sarcină externă;

- energia transmisă (putere) de la alte surse de energie.

Din punct de vedere biomecanic, principalii indicatori de activitate ale mușchilor în corpul uman sunt: ​​a) de tracțiune; b) lungimea mușchiului și c) rata de schimbare a lungimii sale. Trebuie subliniat faptul că mușchiul poate trage numai, împinge, nu se poate. Acesta este motivul pentru punerea în aplicare a mișcării în comun cu privire la unul sau un alt grad de libertate necesită un minim de doi mușchi antagoniste. Într-adevăr mai multe dintre ele, ceea ce creează dificultăți considerabile în înțelegerea modului în care creierul alocă gradul de implicare musculare în mișcările articulare. Aceasta este una dintre problemele nu sunt rezolvate până la controlul mișcării umane, care în biomecanica se numește „problema redundanță în gestionarea activității musculare.“ De exemplu, exerciții de flexia cotului nu este un mușchi, dar cinci: două capete ale biceps, mușchii și mușchiul brahioradial umăr și mușchiul rotund pronator. Prin urmare, există nenumărate opțiuni de distribuție a forțelor de împingere între mușchii pentru a crea puterea cuplului necesară în comun.

Experimentele pe animale și mușchii izolați umani au arătat că mușchiul de tracțiune este format din două componente. Una dintre ele este cauzată de proprietățile contractile ale țesutului muscular. Această componentă a forței este rezultatul conversiei energiei chimice în excitarea mușchilor în munca și puterea mecanică. Cealaltă componentă forță apare atunci când se întinde mușchii și datorită prezenței în el a țesutului conjunctiv care se comportă ca un arc și este capabil de a stoca energie. Cu alte cuvinte, mușchiul are proprietăți elastice, adică corpuri de proprietate pentru a restabili forma lor după ce sarcina este îndepărtată. Forțele elastice au o natură mecanică și nu sunt legate de energie chimică. Prin urmare, utilizarea lor nu numai că mărește puterea de tracțiune musculare, dar, de asemenea, reduce costul energiei de exercițiu.