攀岩运动员动作技术生物力学特征的测试方法构建及其应用

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作者 郝卫亚 彭宇婷 +5 位作者 黄瑶涵 陈颖颖 杨进 孙嘉妮 张晗 李上校 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期164-164,共1页

目的攀岩运动中,受限于测试手段,定量评估分析攀岩者的专项力量及技术水平存在局限,本研究旨在构建攀岩运动员动作技术水平的测试平台及评估方法,为提高攀岩运动科学化水平提供手段和方法。方法自主研发测量评估攀岩运动员综合技术能力... 目的攀岩运动中,受限于测试手段,定量评估分析攀岩者的专项力量及技术水平存在局限,本研究旨在构建攀岩运动员动作技术水平的测试平台及评估方法,为提高攀岩运动科学化水平提供手段和方法。方法自主研发测量评估攀岩运动员综合技术能力的测力系统,包括攀爬架、支点-力传感器复合体和计算机;采用柱式压力传感器、分布式压力垫与木质支点组装形成手指压力测试设备,结合高速摄像机、表面肌电测试仪共同构建技术动作测试平台。并选择攀岩关键的抠、捏、抓技术,组装抠点(Crimp)、捏点(Pinch)、把手点(Jug)-力传感器复合体,招募24名优秀攀岩者进行手部技术测试,研究指标为支点牵引力、爆发力、手指压力等力学指标及上肢肌电指标。结果攀岩者抓握抠点的峰值支点牵引力为305.6~381.3 N,捏点为389.4~483.5 N,把手点为557.4~580.8 N;支点-力传感器复合体信度检验的组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)为0.917~0.977,指压设备为0.953~0.996,设备具有很高的测量一致性;不同手法、支点条件下抓握的力学及上肢肌电指标存在显著差异。结论本研究构建了攀岩专项力量和技术水平监测评估的手段方法,验证了其在评估手部力量、揭示技术规律的可行性和有效性,为攀岩运动技术分析和训练监测提供了定量数据和科学手段。 展开更多

关键词 攀岩运动 专项力量 组内相关系数 力传感器 定量数据 测力系统 测量评估 测量一致性

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惯性传感器与测力跑台同步方法滑动时间窗口比对法

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作者 李上校 潘嘉慧 +1 位作者 王冬梅 郝卫亚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期183-183,共1页

目的可穿戴惯性传感器(wearable inertial sensor,IMU)便携且测量精度较高,广泛应用于生物力学数据采集。本研究使用滑动时间窗口比对法对不同数据进行处理分析,以解决IMU与其他实验设备的同步问题。方法15名大学生左腿胫骨下缘粘贴1块I... 目的可穿戴惯性传感器(wearable inertial sensor,IMU)便携且测量精度较高,广泛应用于生物力学数据采集。本研究使用滑动时间窗口比对法对不同数据进行处理分析,以解决IMU与其他实验设备的同步问题。方法15名大学生左腿胫骨下缘粘贴1块IMU,在专用测力跑台跑步。测力软件和IMU软件根据同一指令点击开始,记录12、14和16 km/h速度跑步时小腿三维加速度数据和v GRF值,每个速度采集1 min数据。以IMU冠状面角速度极大峰值前第1个极小值和v GRF数据曲线中v GRF≤50 N时刻为左脚离地时刻,计算各步周期。设定v GRF的连续步态的周期数据集为基准时间窗口,IMU的连续步态周期为比对时间窗口。以3步为对比窗口,逐步移动时间窗口,计算基准时间窗口与比对时间窗口群中各个对比窗口的误差,找到误差最小值(若无最小值则以4步为对比窗口),以此找到IMU与测力台步态数据的同步点。结果各个速度下,受试者同步数据中复步时间的平均绝对误差为0.003~0.027 s。平均相对误差为0.4%~4.1%。且Bland-Altman一致性结果显示,复步时间的平均误差均接近于0(-0.002~0.002 s),最大误差(-0.055~0.055 s)均在95%置信区间内。结论滑动时间窗口比对法可有效实现IMU与测力跑台之间的数据同步,也为解决可穿戴传感器与其他测量系统之间的同步问题提供了新途径。 展开更多

关键词 惯性传感器 时间窗口 同步数据 步态周期 数据同步 比对法 平均绝对误差 计算基准

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竞技体育生物力学2023年度研究进展

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作者 李上校 杨进 郝卫亚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期563-575,共13页

运动生物力学是研究人体运动力学规律的多学科交叉的应用学科,在竞技体育科学研究和科技保障中起到关键作用。本文在回顾竞技体育生物力学研究方法基础上,重点阐述2023年竞技体育生物力学在提高运动成绩、预防运动损伤和研发运动装备3... 运动生物力学是研究人体运动力学规律的多学科交叉的应用学科,在竞技体育科学研究和科技保障中起到关键作用。本文在回顾竞技体育生物力学研究方法基础上,重点阐述2023年竞技体育生物力学在提高运动成绩、预防运动损伤和研发运动装备3个领域的研究进展,以期为进一步促进运动生物力学在竞技体育的发展研究提供新思路。 展开更多

关键词 竞技体育 生物力学 动作技术 运动损伤与康复 运动装备

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基于机器学习的跑步着地方式自动识别方法

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作者 盛佳 潘嘉慧 +3 位作者 王冬梅 李上校 吴莹 郝卫亚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期531-531,共1页

目的跑步存在后足着地和非后足着地两种着地方式,着地方式对下肢负荷以及跑步损伤有重要影响。本文采用机器学习方法,建立基于惯性传感器(IMU)数据的着地方式自动识别方法。方法招募16名优秀跑步志愿者(男10人,女6人)在左胫骨佩戴IMU进... 目的跑步存在后足着地和非后足着地两种着地方式,着地方式对下肢负荷以及跑步损伤有重要影响。本文采用机器学习方法,建立基于惯性传感器(IMU)数据的着地方式自动识别方法。方法招募16名优秀跑步志愿者(男10人,女6人)在左胫骨佩戴IMU进行测力台跑步测试。利用摄像机拍摄辅助确定受试者着地方式。利用IMU采集的不同跑步周期的线性加速度、加速度、角速度、磁力计和四元组数据,分别通过机器学习中的支持向量机(SVM)和决策树方法进行训练和测试,评估不同速度下着地方式识别的准确率。结果对于SVM(高斯核函数,C=10),用线性加速度、加速度、角速度、磁力计和四元组分别作为特征数据训练时,不同速度下(10、12、14、16 km/h)着地方式划分的平均准确率分别为98.87%、98.11%、98.98%、98.86%、97.97%;对于决策树,使用线性加速度、加速度、角速度、磁力计和四元组分别作为特征数据训练时,不同速度下着地方式划分的平均准确率分别为、90.95%、89.81%、91.37%、94.55%、97.88%。结论对于跑步运动中测得的IMU数据和垂直地面反作用力数据,可以利用支持向量机和决策树模型对着地方式进行识别和预测。其中磁力计作为输入数据在预测着地方式上表现最佳,可以有效地反映跑者的足部着地特征。 展开更多

关键词 机器学习 高斯核函数 支持向量机 决策树模型 惯性传感器 线性加速度 特征数据 自动识别方法

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肌肉状态及结构参数对腘绳肌最大离心力量的影响研究

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作者 孙嘉妮 张晗 +2 位作者 刘子萌 郝卫亚 李上校 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期184-184,共1页

目的分析大学生运动员肌肉状态、结构参数与腘绳肌最大离心力量的关系,探索影响离心力量表现的肌肉状态及结构参数因素。方法招募21名健康男性大学生运动员(一级或二级),专项为足球、田径等爆发性项目。使用超声成像仪测量受试者俯卧放... 目的分析大学生运动员肌肉状态、结构参数与腘绳肌最大离心力量的关系,探索影响离心力量表现的肌肉状态及结构参数因素。方法招募21名健康男性大学生运动员(一级或二级),专项为足球、田径等爆发性项目。使用超声成像仪测量受试者俯卧放松状态下和被动直膝抬腿时优势腿股二头肌的厚度和肌束长度等肌肉结构参数。使用Myoton PRO肌肉功能评估系统测量俯卧放松状态下股二头肌肌腹最高隆起处肌张力、肌肉硬度、肌肉弹性等肌肉状态参数;使用Nordbord北欧股后肌群力量测试仪测量受试者腘绳肌离心力量,相对体重进行标准化。分别统计腘绳肌最大离心力量与两种状态下肌束长度、两种状态肌束长度比值、俯卧静息状态下肌肉厚度、肌张力、肌肉硬度、肌肉弹性进行相关性分析,符合正态分布使用Pearson相关性分析,反之使用Spearman相关性分析。结果相对腘绳肌最大离心力量与静息放松状态下肌束长度存在显著相关性(P=0.039,r=0.453),与被动直膝抬腿时肌束长度存在显著相关性(P=0.006,r=0.577),与两种状态下肌束长度比值存在显著相关性(P<0.001,r=0.689),与肌肉厚度、肌张力、肌肉硬度及肌肉弹性不存在显著相关性。结论腘绳肌俯卧放松状态下肌束长度、被动直膝抬腿时肌束长度、两种状态下肌束长度比值与运动员腘绳肌离心力量表现相关。 展开更多

关键词 离心力量 大学生运动员 腘绳肌 放松状态 肌张力 股二头肌 肌束 肌肉厚度

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攀岩捏法动作的力学和肌电特征分析

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作者 黄瑶涵 彭宇婷 +3 位作者 陈颖颖 杨进 李上校 郝卫亚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期171-171,共1页

目的为探究攀岩捏法(Pinch)动作生物力学特征,本文比较攀岩者捏握捏点和抓握抓点(Jug,最有利使用手部和肩背肌肉力量)时的有效牵引力和上肢肌肉活动特征,为有效抓取并控制捏点的动作技术规范提供理论依据。方法招募22名优秀攀岩者(男12... 目的为探究攀岩捏法(Pinch)动作生物力学特征,本文比较攀岩者捏握捏点和抓握抓点(Jug,最有利使用手部和肩背肌肉力量)时的有效牵引力和上肢肌肉活动特征,为有效抓取并控制捏点的动作技术规范提供理论依据。方法招募22名优秀攀岩者(男12人,女10人)在抓点和捏点上分别进行最大力量抓握测试。通过测力设备获取三维牵引力数据,采集前臂和肩背部8块肌群的肌电数据。应用配对样本t检验对抓点和捏点的总牵引力峰值、各方向牵引力峰值以及8块上肢肌群的均方根振幅(RMS)进行统计检验。结果捏点的总牵引力峰值、垂直向牵引力峰值和前后向牵引力峰值(493.2±168.1 N、458.8±151.8 N和51.4±19.2 N)显著低于抓点(578.9±157.7 N、541.5±141.0 N和64.2±35.7 N)(P<0.05);捏握捏点时桡侧腕屈肌、胸大肌锁骨部、肱二头肌、背阔肌的RMS也显著低于抓点(P<0.01),而尺侧腕屈肌的RMS显著高于抓点(P<0.01)。结论与最易抓握的抓点相比,捏点总牵引力峰值、垂直向和前后向牵引力峰值分别降低了14.8%、10.3%、19.9%,且肩背部肌肉的激活程度也更低,而前臂腕屈肌的激活程度也存在差异。本研究有助于提高对攀岩捏法动作的人与支点作用关系的认识,为攀岩中捏法动作的有效完成和科学训练提供理论依据。 展开更多

关键词 攀岩 配对样本t检验 有效牵引力 肌肉力量 统计检验 均方根振幅 胸大肌 背阔肌

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腘绳肌双侧肌束长度差异比与离心力量不对称性的相关性研究

7

作者 张晗 孙嘉妮 +2 位作者 刘子萌 李上校 郝卫亚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期471-471,共1页

目的腘绳肌拉伤(hamstring strain injury,HSI)是最为常见且危害巨大的运动损伤之一,本研究旨在探究双侧腘绳肌离心力量不对称性(HSI危险因素)及其与左右肌束长度差异之间的关系。研究结果有助于深入理解肌肉功能,为HSI的预防和康复实... 目的腘绳肌拉伤(hamstring strain injury,HSI)是最为常见且危害巨大的运动损伤之一,本研究旨在探究双侧腘绳肌离心力量不对称性(HSI危险因素)及其与左右肌束长度差异之间的关系。研究结果有助于深入理解肌肉功能,为HSI的预防和康复实践提供理论支持。方法31名男性大学生田径、足球或橄榄球运动员,运动等级均为二级及以上,1年内无下肢伤病史。使用超声测试仪,测试受试者俯卧放松状态下股二头肌长头(biceps femoris long head,BFlh)肌束厚度与羽状角,计算双侧肌束长度。使用Nordbord北欧测试板测试受试者双侧腘绳肌离心力量。获得BFlh左右肌束长度差异比与双侧腘绳肌离心力量不对称性,采用SPSS 27软件对BFlh左右肌束长度差异比与双侧腘绳肌离心力量不对称性进行Spearman相关分析。结果BFlh左右肌束长度差异比与双侧腘绳肌最大离心力量不对称性呈正相关(r=0.381,P<0.05),与双侧腘绳肌平均离心力量不对称性呈正相关(r=0.452,P<0.05),与双侧腘绳肌最大离心力矩不对称性呈正相关(r=0.452,P<0.05)。结论BFlh左右肌束长度差异比与腘绳肌双侧离心力量不对称性存在显著正相关,双侧BFlh肌束长度差异比越大,腘绳肌双侧离心力量输出越不均衡。建议在训练和康复中关注双侧肌肉长度差异,减少因力量不均引发HSI的风险。 展开更多

关键词 腘绳肌 肌束 肌肉功能 离心力量 运动损伤 不对称性 运动等级 放松状态

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女性乳房运动学及主观不适感研究进展 被引量：4

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作者 任景萍 李上校 +1 位作者 周兴龙 吴昊 《中国运动医学杂志》 CAS 北大核心 2016年第7期669-674,共6页

运动文胸能够为乳房运动提供支撑与保护,是女性运动时必不可少的运动装备。对运动文胸进行设计和研发,首先应了解乳房的运动规律。本文调研了当前对乳房运动学及不适感研究的相关文献,分析在不同支撑状态(有无穿着运动文胸及不同运动文... 运动文胸能够为乳房运动提供支撑与保护,是女性运动时必不可少的运动装备。对运动文胸进行设计和研发,首先应了解乳房的运动规律。本文调研了当前对乳房运动学及不适感研究的相关文献,分析在不同支撑状态(有无穿着运动文胸及不同运动文胸种类)下乳房的位移、速度及加速度等运动学参数。从运动生物力学角度,结合受试者乳房主观不适感,总结乳房的运动规律,并对运动文胸的生物力学研究发展进行展望。 展开更多

关键词 乳房 运动文胸 位移 速度 加速度 不适感

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女性穿着运动文胸与未着文胸状态下步态特征的差异性 被引量：1

9

作者 李上校 任景萍 +1 位作者 周兴龙 刘卉 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期541-547,共7页

目的比较女性穿着运动文胸和未着文胸行走时步态特征和步行稳定性的差异,为运动文胸的设计和评价提供依据。方法使用Qualisys红外光点运动捕捉系统采集12名C罩杯乳房大小女性分别穿着运动文胸及未着文胸状态下在跑步机上行走(6 km/h)的... 目的比较女性穿着运动文胸和未着文胸行走时步态特征和步行稳定性的差异,为运动文胸的设计和评价提供依据。方法使用Qualisys红外光点运动捕捉系统采集12名C罩杯乳房大小女性分别穿着运动文胸及未着文胸状态下在跑步机上行走(6 km/h)的运动学参数。结果相比未着文胸状态,穿着运动文胸时上躯干角最大值及最小值显著减小,躯干屈曲角和躯干扭转角的幅度较小;10个步态周期的髋关节屈曲角幅度的标准差显著小于裸胸状态,乳房不同支撑状态对步频无显著影响。结论不同乳房支撑状态显著影响上躯干角度、躯干扭转角与躯干屈曲角。裸胸状态行走时躯干运动幅度增大,行走稳定性下降。不同乳房支撑状态下行走步频存在个体差异。 展开更多

关键词 乳房 躯干 步态 行走稳定性

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腘绳肌最优长度对预防腘绳肌拉伤干预训练的效果的影响

10

作者 李上校 于冰 刘卉 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期371-371,共1页

目的腘绳肌拉伤是体育运动中最常见且后果严重的损伤之一,目前降低拉伤风险的干预研究结果还存在矛盾。肌肉最优长度决定了肌肉在被拉长时的应变大小,是影响肌肉拉伤风险的主要因素,但训练对肌肉最优长度的干预效果尚不清楚。探讨训练... 目的腘绳肌拉伤是体育运动中最常见且后果严重的损伤之一,目前降低拉伤风险的干预研究结果还存在矛盾。肌肉最优长度决定了肌肉在被拉长时的应变大小,是影响肌肉拉伤风险的主要因素,但训练对肌肉最优长度的干预效果尚不清楚。探讨训练前最优长度与疾跑中腘绳肌峰值应变变化量的关系,以明确训练前个体状态对预防拉伤训练效果的影响。 展开更多

关键词 肌肉拉伤 腘绳肌 干预训练 体育运动 干预效果 最优长度 干预研究 预防

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基于运动捕捉的持刀砍击距离和砍击所需空间的特征分析

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作者 袁书芳 李上校 +7 位作者 杨超朋 倪彬 郭文霞 石屹 王冬梅 潘嘉慧 王明直 郝卫亚 《法医学杂志》 CAS CSCD 2022年第6期702-708,共7页

目的探究作案人性别、被害人体位、砍击部位及人体测量参数与砍击距离和砍击所需空间之间的关系,为判断案发现场与作案活动空间是否相符提供依据。方法采用三维运动捕捉系统采集男女性各12名受试者持厨刀砍击站立位和仰卧位假人颈部、... 目的探究作案人性别、被害人体位、砍击部位及人体测量参数与砍击距离和砍击所需空间之间的关系,为判断案发现场与作案活动空间是否相符提供依据。方法采用三维运动捕捉系统采集男女性各12名受试者持厨刀砍击站立位和仰卧位假人颈部、站立位假人胸部的运动学数据,分别使用两因素重复测量方差分析和Pearson相关分析确定作案人性别-被害人体位和作案人性别-砍击部位以及人体测量参数与砍击距离和砍击所需空间的关系。结果砍击站立位假人颈部的砍击距离绝对值(L)和相对值(l)大于砍击仰卧位假人颈部,持刀侧垂直距离绝对值(L_(VR))和相对值(l_(VR))小于砍击仰卧位假人颈部。砍击站立位假人胸部的L和l大于砍击站立位假人颈部,L_(VR)和l_(VR)小于砍击站立位假人颈部。男性持刀侧水平距离绝对值(L_(HR))和相对值(l_(HR))大于女性。砍击站立位假人时,身高和臂长与L、L_(HR)和L_(VR)呈正相关。结论砍击仰卧位被害人颈部或站立位被害人颈部时,砍击距离较小,砍击高度较大。此外,砍击距离和砍击所需空间与人体测量参数相关。 展开更多

关键词 法医学 砍击 运动捕捉 假人模型 体位 砍击距离 砍击所需空间

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浅谈泵送混凝土结构表面蜂窝麻面形成原因及抑制方法

12

作者 朱祖岭 周亦平 李上校 《中国新技术新产品》 2011年第13期54-54,共1页

本文对泵送混凝土结构表面蜂窝麻面形成的原因作出了分析,重点对抑制方法进行了详细的阐述。

关键词 泵送混凝土 表面蜂窝麻面 形成原因 抑制方法

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行走过程中文胸对乳房运动学参数的影响 被引量：10

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作者 李上校 任景萍 +1 位作者 闫颖 周兴龙 《北京体育大学学报》 CSSCI 北大核心 2014年第7期75-79,共5页

目的:探讨75B罩杯女性的乳房运动规律,比较3种运动文胸对乳房不同贴点位置(乳头内点、乳头下点、乳头外点、乳头点、乳头上点)的作用效果,以期为文胸设计提供理论支持。方法:通过高速红外测试系统Motion Analysis测试4名75B罩杯大小的... 目的:探讨75B罩杯女性的乳房运动规律,比较3种运动文胸对乳房不同贴点位置(乳头内点、乳头下点、乳头外点、乳头点、乳头上点)的作用效果,以期为文胸设计提供理论支持。方法:通过高速红外测试系统Motion Analysis测试4名75B罩杯大小的女性在行走(5 km/h)过程中裸胸及穿着3种运动文胸状态下躯干及乳房的运动学特征。结果:穿着文胸状态相对裸胸状态可显著减少乳房位移,降低移动速度;3种文胸对乳房各点在各方向的位移与速度影响存在差异。结论:高鸡心、垂直状宽肩带文胸对乳房的位移速度控制作用相对较好。运动时穿着合适的运动文胸可更好的保护乳房。 展开更多

关键词 乳房 运动文胸 行走 运动学参数

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不同步频下运动文胸对乳房运动特征及步态参数的影响 被引量：6

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作者 李上校 任景萍 周兴龙 《北京体育大学学报》 CSSCI 北大核心 2018年第1期82-88,共7页

目的:比较以同一步速3种步频行走时乳房不同支撑状态对人体姿态和乳房运动学参数的影响,为女性运动及运动文胸设计与选择提供建议参考。方法:12名C罩杯女性分别在穿着运动文胸或裸胸状态以3种步频在跑步机上行走,使用红外光点运动捕捉系... 目的:比较以同一步速3种步频行走时乳房不同支撑状态对人体姿态和乳房运动学参数的影响,为女性运动及运动文胸设计与选择提供建议参考。方法:12名C罩杯女性分别在穿着运动文胸或裸胸状态以3种步频在跑步机上行走,使用红外光点运动捕捉系统(200 Hz)采集躯干姿态和乳房的运动学参数。结果:穿着运动文胸运动时,躯干屈曲角幅度(P=0.042)、躯干扭转角(P=0.015)幅度和乳房各点位移(P<0.001)、速度(P<0.001)显著小于裸胸状态的。步频显著影响躯干屈曲角及扭转角的运动范围(P<0.05),慢步频的乳房各点位移幅度较正常步频及快步频大(P<0.05),快步频的垂直方向速度变化明显较其他2步频大(P<0.05)。回归分析表明,躯干扭转角与乳房下点左右方向位移幅度正相关,躯干屈曲角运动幅度与乳房内点垂直方向位移幅度正相关。结论:乳房不同支撑状态影响乳房运动位移,乳房位移幅度会影响躯干运动范围;相同速度不同步频运动时,慢步频的躯干运动幅度和乳房位移幅度最大,快步频乳房各点垂直方向速度较大。 展开更多

关键词 运动文胸 乳房 步频 躯干 运动学

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