三维运动学与肌电课件
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《不同级别羽毛球选手下压突击技术动作的运动学与核心区肌电特征分析》
《不同级别羽毛球选手下压突击技术动作的运动学与核心区肌电特征分析》一、引言羽毛球运动作为一项集速度、力量、灵活性和技巧于一体的体育运动，下压突击技术是其中极为重要的得分手段。
为了全面分析不同级别羽毛球选手下压突击技术的动作特征和肌电表现，本研究通过对多个维度的技术参数与肌肉电信号的分析，旨在揭示不同级别选手在执行此技术时的运动学与肌电特征差异，为羽毛球训练和比赛提供理论依据。
二、研究方法本研究选取了初级、中级和高级三个级别的羽毛球选手各10名作为研究对象。
利用高清高速摄像机对选手执行下压突击技术的动作进行拍摄，并采用表面肌电仪记录选手在执行动作过程中的核心区肌肉电信号。
通过数据分析软件对数据进行处理和分析。
三、研究结果（一）运动学特征分析1. 动作轨迹与速度研究发现，不同级别选手在下压突击技术动作的轨迹和速度上存在明显差异。
高级选手的动作轨迹更为流畅，速度更快，且在击球瞬间能够更好地控制球拍的角度和力度。
而初级选手在动作执行过程中往往存在明显的迟疑和犹豫，动作速度较慢。
2. 身体姿势与协调性高级选手在执行下压突击技术时，身体姿势更为稳定，能够更好地利用身体力量进行击球。
同时，他们的身体协调性也更为出色，能够在快速移动中保持动作的连贯性和准确性。
相比之下，初级选手在身体姿势和协调性方面存在较大差距。
（二）核心区肌电特征分析1. 肌肉活动强度在执行下压突击技术时，不同级别选手的核心区肌肉活动强度存在差异。
高级选手的肌肉活动强度更高，能够更好地利用肌肉力量进行击球。
而初级选手在肌肉活动强度方面相对较弱。
2. 肌肉协同作用与时间序列在执行下压突击技术时，不同级别选手的肌肉协同作用和时间序列也存在差异。
高级选手能够更好地协调核心区肌肉的协同作用，使动作更为流畅和有力。
而初级选手在肌肉协同作用和时间序列方面存在较大的提升空间。
四、讨论本研究发现，不同级别羽毛球选手在下压突击技术的运动学和核心区肌电特征上存在明显差异。
第二章 第二节 肌肉运动学(适应性)ppt课件
运动
（三）牵拉-缩短周期运动的训练适应
影响因素
肌肉内环 境的变化
肌肉的运 动方式
第二章 骨骼肌肉系统运动学
第二节 肌肉运动学
内容
肌肉的运 动学基础
肌肉的运 动适应性
二、肌肉的运动适应性
运动方式 环境变化 运动适应
运动时间
运动基本要 素的变化
运动负荷
运动频次
（一）急性适应
肌肉的急性适应可视为运动即刻、短时或运动早期肌 的结构和功能变化。
运动负荷越小、时间越少、运动频次越低，则肌的结 构和功能变化越小；
以结构变化为主。
（二）肌的慢性适应
Байду номын сангаас
1. 肌肉的慢性适应
肌原纤维蛋白、横截面
１
肌纤维类型
２
毛细血管改变
３
线粒体密度改变
４
酶含量与活性改变
５
底物水平改变
６
2.超量恢复原理
超量恢复原理
生理功能
能源与物质
休息恢复
超量恢复
运动
收缩力量 速度力量 耐力
肌疲劳
ATP 收缩蛋白 酶蛋白
休息
生理功能 能源与物质
运动解剖学肌学ppt课件
旋前圆肌 桡侧腕屈肌
掌长肌 尺侧腕屈肌
指浅屈肌 第一层
第二层
28
拇长屈肌
指深屈肌
旋前方肌
第三层
第四层
29
（二）后群
尺侧腕伸肌
桡侧腕长伸肌 桡侧腕短伸肌 指伸肌
旋后肌
小指伸肌
拇长伸肌 示指伸肌
拇长展肌 拇短伸肌
浅层
深层
30
四、手肌
可分为外侧、中间和内侧三群 （一）外侧群
拇短展肌、拇短屈肌
拇对掌肌、拇收肌
腔静脉孔：第8胸椎水 平，通过下腔静脉。
腔静脉孔
作用：主要的呼吸肌。与腹肌同时收 缩，增加腹压，协助排便,分娩
膈脚
主 动 脉 裂 孔
17
四、腹肌
腹股沟韧带：腹外斜肌腱膜下缘卷曲增厚连于髂
（一）前外侧群
前上嵴与耻骨结节之间。
1、腹外斜肌
皮下环：在耻骨结节外上方，腹外斜肌腱膜形成
位于腹前外侧部的浅层
的近乎三角形的裂孔。
腹壁下动脉
腹直肌
腹环
股管
腹股沟韧带
24
第五节 上肢肌
一、上肢带肌
（一）三角肌：
三角肌
位置： 肩部，三角形。
作用：使上臂外展。 前部肌束使上臂屈和旋内， 后部肌束使上臂伸和旋外。
(二)冈上肌：肩关节外展。
(三)冈下肌：肩关节旋外。
(四)小圆肌：肩关节旋外。
(五)大圆肌：肩关节内收和旋内。
(六)肩胛下肌：肩关节内收和旋内
股内侧肌
缝匠肌 股直肌
36
（二）内侧群
使大腿内收和外旋 闭孔外肌
短收肌 大收肌
耻骨肌 长收肌
股薄肌
37
（三）后群
《大学物理》第3章 二、三维运动
经过的水平距离）为:
xmax
v02 sin 2
g
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飞行的射高（即高出抛射点的距离）为
ymax
v02
sin 2
2g
若 0 ，则 ymax 0 ， 此时为平抛运动；
若
4
，则 xmax
v02 g
，此时射程最大；
若
2
，则 xmax
0 ，此时为竖直抛体运动.
在t=0时刻坐标
原点重合，对于同一
o'
个质点P，在任意时
刻两个坐标系中的质 点对应的位置矢量： zz'
v
r
x'
P
r
x
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K'系rr原 点rr相对RRK系原r点的vt位矢Ry t t
P点在K系和K'系的空间坐 标、时间坐标的对应关系 o
(4) t=2s内的平均速度 (5) t=2s末的速度及速度大小 (6) t=2s末加速度及加速度大小
解：(1) 先写运动方程的分量式
x 2t
y
2
t
2
消去 t 得轨迹方程： y 2 x2
4
抛物线
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(2)
位置矢量：
r
2j
t os
r 4i 2 j
（6）加速度
a dv 2 j
dt
a 2 j
t2s
a =2 m / s2 沿 -y 方向，与时间无关。
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例题 3-5 位置是时间的函数 质点的位置是时间的函 数，表示为
步态分析
步态分析
4
支撑相早期
首次触地：支撑相开始阶 段，指足跟或足底的其它 部位第一次接触地面的瞬 间，下肢前向运动速度减 弱，落实足进入支撑相。
支撑相异常最常见的时期。 承重反应：为双支撑期，
是重心由足跟转移至足底 的过程。
支撑相中期
指支撑相中间阶段的时间。此时支撑足 全部着地，对侧足处于摆动相，是唯一 单足支撑全部重力的时相，正常步速时 发生在步行周期的15%~40%。
是指下肢接触地面和承受重力的时间。从一侧下肢足跟着地到该 侧足尖离地的阶段。
约占步行周期的60% 包括3个阶段：支撑相早期、支撑中期、支撑相末期。 一条腿与地面接触并负重时称“单支撑相” 体重从一侧下肢向另一侧下肢传递，双足同时与地面接触时称
“双支撑相” 双支撑相的时间与步行速度成反比。 步行与跑步的关键差别在双支撑相。
表现 划圈步态 支撑相欢喜支撑力降低，膝过伸代偿足下垂 健腿在前，患腿在后，侧身患足在地面拖行
中枢神步态经分疾析：病中常枢见神经异疾常病常步见态异常步态 截瘫步态
L3平面以下损伤 小腿三头肌、胫前肌瘫痪，
跨槛步态。足落地缺乏踝 关节控制，通过膝过伸增 加膝踝关节稳定。 L3平面以上损伤步态变化 很大
zhengdawufuyuan
45
中枢神步态经分疾析：病中常枢见神经异疾常病常步见态异常步态 脑瘫步态
痉挛型 股内收肌、小腿三头肌 和胫后肌痉挛踮足剪刀步态
严重内收肌痉挛，腘绳肌痉挛代 偿出现款屈曲、膝屈曲和外翻， 足外翻 蹲伏步态。
共济失调型 肌张力不稳定，步 行摇晃不稳醉汉步态。
制 个体差异：后天经学习而获得，并随年龄、性别、职业的
不同而有所差异
zhengdawufuyuan
2第二章-第一节《运动学》共28页PPT资料
通常取地面为参考系；体操运动把体操器械作 为参考系；为了拍摄记录动作，设置杆作为参 考系；人体某环节的运动时，多选用人体总重 心或邻近环节作为参考系。
在运动生物力学中，根据研究问题的性质和 方法的不同，可分为两类不同的参考系：
惯性参考系：把相对于地球静止的物体或相对于 地球做匀速直线运动的物体作为参考标准的参 考系叫惯性参考系（又称为：静坐标系或静系）。
加速度
(三).运动的合成与分解
• 1、运动的独立性原理（运动的叠加原理）：若一物体同时参
与几个运动（称为分运动），则每一分运动不受其他分运动
的影响。物体的运动是由各个彼此独立的分运动叠加而成的。 • 2、速度矢量的合成与分解。 • 3、质点的复合运动。
(1) 绝对速度：研究对象相对于静参考系的速度称绝对速度； (2) 相对速度：研究对象相对于动参考系的速度称相对速度； (3) 牵连速度：动参考系原点相对于静参考系的速度称牵连
§1.人体的简化
人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须把人 体简化，这样可为分析人体动作提供方便 。人体和器械进 行简化处理，即近似地看成质点或刚体多刚体系统。
质点(只有质量，不考虑其形状和大小)
人体的简化 刚体(相互间距离始终保持不变的许多质点组成
的 连续体，有体积，考虑其形状和大小及质量)
根据选定的参考系只能定性的描述物体的运动情况，要定量的 描述物体的位置变化，需要在参考系上标定尺度，即建立坐标系。
坐标系：直角坐标系分一维、二维（平面）、三维（立体）三种。
概念： 坐标系是指设置在参考系上的数轴，是
参考系的数学抽象。它在性质上起着参考系的 作用，而在数量上又能精确描述。 三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。
Ⅱ.时间特征
在运动生物力学中，根据研究问题的性质和 方法的不同，可分为两类不同的参考系：
惯性参考系：把相对于地球静止的物体或相对于 地球做匀速直线运动的物体作为参考标准的参 考系叫惯性参考系（又称为：静坐标系或静系）。
加速度
(三).运动的合成与分解
• 1、运动的独立性原理（运动的叠加原理）：若一物体同时参
与几个运动（称为分运动），则每一分运动不受其他分运动
的影响。物体的运动是由各个彼此独立的分运动叠加而成的。 • 2、速度矢量的合成与分解。 • 3、质点的复合运动。
(1) 绝对速度：研究对象相对于静参考系的速度称绝对速度； (2) 相对速度：研究对象相对于动参考系的速度称相对速度； (3) 牵连速度：动参考系原点相对于静参考系的速度称牵连
§1.人体的简化
人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须把人 体简化，这样可为分析人体动作提供方便 。人体和器械进 行简化处理，即近似地看成质点或刚体多刚体系统。
质点(只有质量，不考虑其形状和大小)
人体的简化 刚体(相互间距离始终保持不变的许多质点组成
的 连续体，有体积，考虑其形状和大小及质量)
根据选定的参考系只能定性的描述物体的运动情况，要定量的 描述物体的位置变化，需要在参考系上标定尺度，即建立坐标系。
坐标系：直角坐标系分一维、二维（平面）、三维（立体）三种。
概念： 坐标系是指设置在参考系上的数轴，是
参考系的数学抽象。它在性质上起着参考系的 作用，而在数量上又能精确描述。 三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。
Ⅱ.时间特征
中职《人体解剖学》PPT第2章 运动系统(肌学)
（二）颈深肌群 前斜角肌 中斜角肌 后斜角肌 斜角肌间隙：前斜角
肌、中斜角肌两者之 间构成斜角肌间隙， 有锁骨下动脉和臂丛 通过。
第三节 躯干肌
一、背肌
（一）背浅肌 斜方肌：为项背部三角形扁肌，作用于肩胛骨。全部肌收缩
可使肩胛骨向脊柱靠拢。 背阔肌：为胸侧部和背下部阔肌，作用于臂。可使臂内收、
腹外斜肌 ：腹前外侧 壁扁肌，肌束由外上斜 向内下（类似手插口袋 ）。
腹内斜肌 ：腹外斜肌 深面，肌束由外下呈扇 形向内上。
腹横肌 ：腹内斜肌深 面，肌束呈水平方向。
（二）后群 腰方肌 腰大肌
四、腹肌
（三）腹肌的肌间结构
1.腹部局部结构
腹直肌鞘：包裹腹直肌的鞘 状结构，位于腹前外侧壁的 三层扁肌的腱膜构成。
一、上肢肌
（二）臂肌 前群：主要有肱二头肌、喙肱肌、肱肌等。
肱二头肌：两个头，作用于肘关节。可屈肘关节及前臂旋 后。 后群：为肱三头肌，三个头，作用于肘关节。可伸肘关节
。
一、上肢肌
（三）前臂肌 前群：共9块，浅层由桡侧向尺侧依次为：肱桡肌、旋前
圆肌、桡侧腕屈肌、掌长肌、指浅屈肌和尺侧腕屈肌（图 2-4），深层包括拇长屈肌、指深屈肌和旋前方肌。
3.后群：浅层为小腿 三头肌，以跟腱止于跟 骨。深层有趾长屈肌、 长屈肌和胫 骨后肌。
(1)内翻足的肌：胫骨 前肌和胫骨后肌
(2)外翻足的肌:腓骨长 肌和腓骨短肌
二、下肢肌
（四）足肌 足背肌：较薄弱，包括有 母短伸肌和趾短伸肌。作用分别为
伸 母指和第2~4趾。 足底肌：与手肌配布相似，分内侧、外侧和中间三群。内、外
白线：位于腹前壁正中线上 ，由两侧三层扁肌的腱膜交 织而成。
腹股沟管：位于腹股沟韧带 内侧半上方,是肌及筋膜间 的斜行裂隙，长约4~5cm， 有四壁、两口。
机构的运动学和动力学分析课件
机构的运动学和动力学建模
运动学和动力学建模基础
运动学和动力学的定义与关系
阐述运动学和动力学的基本概念，以及两者在机构分析中的 重要性和相互关系。
建模的基本步骤
介绍如何根据实际机构建立运动学和动力学模型，包括确定 机构自由度、分析关节约束、选择坐标系等。
机构的动力学方程
牛顿-欧拉法建立动力学方程
详细解释如何使用牛顿-欧拉法为机构建立动力学方程，包括对各个关节进行受力分析，建立力和力矩平衡方程 等。
机构优化设计方法
传统优化方法
传统的优化方法包括一维搜索、多目标遗传算法、模拟退火等，适 用于不同类型和规模的优化问题。
智能优化方法
智能优化方法如粒子群算法、蚁群算法、神经网络等，具有自适应 性、全局搜索能力强等优点，在复杂优化问题中应用广泛。
多学科优化方法
针对多学科设计问题，需要采用多学科优化方法，综合考虑各学科之 间的耦合关系，实现整体最优解。
机构的平衡分析
总结词
平衡分析是静力学中的另一个重要概念，它涉及到确定机构在静止状态下的平衡 条件。
详细描述
平衡分析的目的是确定机构在静止状态下是否满足平衡条件。根据力的平衡原理 ，机构的合力矩为零且合力为零时，机构才能保持静止状态。平衡分析对于理解 机构的静态性能和稳定性非常重要。
CHAPTER 04
机构的位置分析
01
02
03
位置分析定义
位置分析是研究机构在某 一时刻的位置状态，即各 构件之间的相对位置关系 。
位置分析方法
常用的位置分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方法有图 解法和解析法，图解法直 观但精度不高，解析法精 度高但计算复杂。
位置分析的应用
位置分析在机构设计、分 析和优化中具有重要应用 ，是实现精确控制的基础 。
运动学和动力学建模基础
运动学和动力学的定义与关系
阐述运动学和动力学的基本概念，以及两者在机构分析中的 重要性和相互关系。
建模的基本步骤
介绍如何根据实际机构建立运动学和动力学模型，包括确定 机构自由度、分析关节约束、选择坐标系等。
机构的动力学方程
牛顿-欧拉法建立动力学方程
详细解释如何使用牛顿-欧拉法为机构建立动力学方程，包括对各个关节进行受力分析，建立力和力矩平衡方程 等。
机构优化设计方法
传统优化方法
传统的优化方法包括一维搜索、多目标遗传算法、模拟退火等，适 用于不同类型和规模的优化问题。
智能优化方法
智能优化方法如粒子群算法、蚁群算法、神经网络等，具有自适应 性、全局搜索能力强等优点，在复杂优化问题中应用广泛。
多学科优化方法
针对多学科设计问题，需要采用多学科优化方法，综合考虑各学科之 间的耦合关系，实现整体最优解。
机构的平衡分析
总结词
平衡分析是静力学中的另一个重要概念，它涉及到确定机构在静止状态下的平衡 条件。
详细描述
平衡分析的目的是确定机构在静止状态下是否满足平衡条件。根据力的平衡原理 ，机构的合力矩为零且合力为零时，机构才能保持静止状态。平衡分析对于理解 机构的静态性能和稳定性非常重要。
CHAPTER 04
机构的位置分析
01
02
03
位置分析定义
位置分析是研究机构在某 一时刻的位置状态，即各 构件之间的相对位置关系 。
位置分析方法
常用的位置分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方法有图 解法和解析法，图解法直 观但精度不高，解析法精 度高但计算复杂。
位置分析的应用
位置分析在机构设计、分 析和优化中具有重要应用 ，是实现精确控制的基础 。
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• 一般化（normalization）
– 最大等长收缩（maximum voluntary contraction， MVC）
– 时间一般化（time normalization）
肌电指标与意义
• 激活状态（onset/offset） – 神经传导速度 – 肌肉激活顺序 – 肌肉激活持续时间
肌电指标与意义
三维运动学分析应用举例
• 撑竿跳高过高动作的三维运动学分析 • 蹦床技术的三维运动学分析 • 花样滑冰难度动作的三维运动学分析 • ……
三维运动学分析应用举例
• 损伤危险动作研究 – 跳跃落地 – 急停起跳 – 急停变向 – 疾速跑 – 损伤危险人群的步态（走、跑）
三维运动学分析应用举例
• 人体基本动作或能力的评价（康复效果评价） – 步态 – 平衡稳定性 – 跌倒 – 上下楼梯 – 工作操作（握、举、抬、推、拉、 放下、搬运，等） – ……
External Load (1 sec window)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 Before Exercise
After Exercise
肌肉疲劳的判定
Power of Band-passed EMG of Biceps in an Isometric Contraction with a Constant External Load (1 sec window)
钟红艳测功仪和水上划肌肉sEMG比较分析
30.0
26.7
25.0
20.0
19.4
15.0
10.0 5.0
10.2 7.6
4.8
9.4 9.7
14.9 11.8
4.2
3.9
0.0
0.0
4.7 3.5
8.38.6
4.7 3.8
7.6 4.5
4.2 1.3
2.12.4
4.8 2.9
2.4 1.3
5.9 4.5
– 肌肉在人体动作不需要时会适时放松
正常人背部肌肉和 臀大肌在体前屈动 作中会有放松状态， 股后肌群则持续收 缩。但下腰痛病人 则可能没有放松状 态。
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
2、肌肉激活了多少？
• 根据原始肌电幅值对肌肉的激活程度进行定性比 较
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
1.0
0.8
Before Exercise
0.6
After Exercise
0.4
0.2
0.0 0
50
100
150
200
250
300
Frequency (Hz)
肌电指标与意义
• 肌肉收缩力
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
1、肌肉激活了吗？
• 观察原始肌电信号 • 了解维持某个姿势时动员的肌肉 • 了解肌肉是否张力过高（肌肉痉挛）
肌
肌
部
头
头
前
二
三
肌
肱
肱
角
三
肌
部
大
后
胸
肌
角
三
肌 方 斜
肌
肌
肌
肌
阔
下
脊
斜
背
冈
竖
外
腹
肌肉名称
肌 直 腹
肌
肌
大
头
臀
二
股
肌
肌
直
前
股
骨
胫
水上划 测功仪
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
4、肌肉是否疲劳？
• 对慢性运动损伤的研究 • 对力量训练效果的研究 • 人机配合效果研究
评价肌肉疲劳
三维运动学概述
• 三维运动分析技术的发展
• 激活程度
Linear Enveloped EMG of Anterior Tibialis in Side Cutting (mV)
Low-pass = 6 Hz 1.5
1.0
0.5
0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Time (sec)
肌电指标与意义
• 肌电信号功率谱左移
• 有线测量 • 无线遥测
表面肌电信号采集与处理
• 肌电信号采集
– 皮肤准备 – 放置电极 – 连接设备 – 检查信号 – 记录信号
肌电信号处理
• 带通滤波（bandpass）
– 10-500Hz
• 翻正（rectification） • 平滑（smoothing）
– 线性包络（linear envelope） – 移动平均（moving average） – 均方根（root-mean-square）
– 平均频率（Mean Power Frequency，MPF） – 中位频率（Median Frequency，MF）
• 同等负荷下肌肉激活程度增加
– 均方根振幅（Mean Root Square，RMS）
肌肉疲劳的判定
Normalized Mean EMG of Biceps in an Isometric Contraction with a Constant
– 三维坐标的计算方法 – 三维图像拍摄方法 – 三维图像拍摄速度 – 三维数据采集方法
三维运动学概述
• 三维运动学分析指标
– 位置 – 位移 – 角度 – 速度
三维运动学分析的应用
• 人体动作描述与评价
– 提高运动成绩 – 预防运动损伤 – 运动系统伤病评价与分析 – 制定康复方案 – 评价康复效果
三维运动分析与表面肌电 应用进展
讲座提纲
表面肌 电概述
表面肌 电应用
三维运动 学概述
三维运动 学应用
表面肌电概述
• 什么是肌电图（Electromyography，EMG） • 肌电采集方法 • 表面肌电信号采集与处理 • 肌电指标与意义
肌电图（Electromyography，EMG）
• 记录、处理和分析肌肉动作电位（肌电信 号）的方法
3、肌肉何时激活或放松？
• 确定肌肉激活和放松时间
射箭动作技术研究
射箭肌电研究
指屈肌
指伸肌
肱二头肌
肱三头肌
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
3、肌肉激活程度是多少？
• 对肌电指标进行一般化处理，并进行定量计算
8块下肢肌肉在完成仰 卧蹬腿动作中的激活 程度，以%MVC表示。
肌肉做功贡献率
5.0
2.5
0.0
-2.5
-5.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Time (sec)
完成侧切动作时支撑腿胫骨前肌的原始肌电信号 (mV)
肌电采集方法
•பைடு நூலகம்针电极
– 可采集深层次肌肉的肌电信号
• 表面电极（surface EMG，sEMG）
– 采集浅表肌肉的肌电信号
– 最大等长收缩（maximum voluntary contraction， MVC）
– 时间一般化（time normalization）
肌电指标与意义
• 激活状态（onset/offset） – 神经传导速度 – 肌肉激活顺序 – 肌肉激活持续时间
肌电指标与意义
三维运动学分析应用举例
• 撑竿跳高过高动作的三维运动学分析 • 蹦床技术的三维运动学分析 • 花样滑冰难度动作的三维运动学分析 • ……
三维运动学分析应用举例
• 损伤危险动作研究 – 跳跃落地 – 急停起跳 – 急停变向 – 疾速跑 – 损伤危险人群的步态（走、跑）
三维运动学分析应用举例
• 人体基本动作或能力的评价（康复效果评价） – 步态 – 平衡稳定性 – 跌倒 – 上下楼梯 – 工作操作（握、举、抬、推、拉、 放下、搬运，等） – ……
External Load (1 sec window)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 Before Exercise
After Exercise
肌肉疲劳的判定
Power of Band-passed EMG of Biceps in an Isometric Contraction with a Constant External Load (1 sec window)
钟红艳测功仪和水上划肌肉sEMG比较分析
30.0
26.7
25.0
20.0
19.4
15.0
10.0 5.0
10.2 7.6
4.8
9.4 9.7
14.9 11.8
4.2
3.9
0.0
0.0
4.7 3.5
8.38.6
4.7 3.8
7.6 4.5
4.2 1.3
2.12.4
4.8 2.9
2.4 1.3
5.9 4.5
– 肌肉在人体动作不需要时会适时放松
正常人背部肌肉和 臀大肌在体前屈动 作中会有放松状态， 股后肌群则持续收 缩。但下腰痛病人 则可能没有放松状 态。
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
2、肌肉激活了多少？
• 根据原始肌电幅值对肌肉的激活程度进行定性比 较
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
1.0
0.8
Before Exercise
0.6
After Exercise
0.4
0.2
0.0 0
50
100
150
200
250
300
Frequency (Hz)
肌电指标与意义
• 肌肉收缩力
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
1、肌肉激活了吗？
• 观察原始肌电信号 • 了解维持某个姿势时动员的肌肉 • 了解肌肉是否张力过高（肌肉痉挛）
肌
肌
部
头
头
前
二
三
肌
肱
肱
角
三
肌
部
大
后
胸
肌
角
三
肌 方 斜
肌
肌
肌
肌
阔
下
脊
斜
背
冈
竖
外
腹
肌肉名称
肌 直 腹
肌
肌
大
头
臀
二
股
肌
肌
直
前
股
骨
胫
水上划 测功仪
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
4、肌肉是否疲劳？
• 对慢性运动损伤的研究 • 对力量训练效果的研究 • 人机配合效果研究
评价肌肉疲劳
三维运动学概述
• 三维运动分析技术的发展
• 激活程度
Linear Enveloped EMG of Anterior Tibialis in Side Cutting (mV)
Low-pass = 6 Hz 1.5
1.0
0.5
0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Time (sec)
肌电指标与意义
• 肌电信号功率谱左移
• 有线测量 • 无线遥测
表面肌电信号采集与处理
• 肌电信号采集
– 皮肤准备 – 放置电极 – 连接设备 – 检查信号 – 记录信号
肌电信号处理
• 带通滤波（bandpass）
– 10-500Hz
• 翻正（rectification） • 平滑（smoothing）
– 线性包络（linear envelope） – 移动平均（moving average） – 均方根（root-mean-square）
– 平均频率（Mean Power Frequency，MPF） – 中位频率（Median Frequency，MF）
• 同等负荷下肌肉激活程度增加
– 均方根振幅（Mean Root Square，RMS）
肌肉疲劳的判定
Normalized Mean EMG of Biceps in an Isometric Contraction with a Constant
– 三维坐标的计算方法 – 三维图像拍摄方法 – 三维图像拍摄速度 – 三维数据采集方法
三维运动学概述
• 三维运动学分析指标
– 位置 – 位移 – 角度 – 速度
三维运动学分析的应用
• 人体动作描述与评价
– 提高运动成绩 – 预防运动损伤 – 运动系统伤病评价与分析 – 制定康复方案 – 评价康复效果
三维运动分析与表面肌电 应用进展
讲座提纲
表面肌 电概述
表面肌 电应用
三维运动 学概述
三维运动 学应用
表面肌电概述
• 什么是肌电图（Electromyography，EMG） • 肌电采集方法 • 表面肌电信号采集与处理 • 肌电指标与意义
肌电图（Electromyography，EMG）
• 记录、处理和分析肌肉动作电位（肌电信 号）的方法
3、肌肉何时激活或放松？
• 确定肌肉激活和放松时间
射箭动作技术研究
射箭肌电研究
指屈肌
指伸肌
肱二头肌
肱三头肌
表面肌电应用——EMG分析可回答的问题
3、肌肉激活程度是多少？
• 对肌电指标进行一般化处理，并进行定量计算
8块下肢肌肉在完成仰 卧蹬腿动作中的激活 程度，以%MVC表示。
肌肉做功贡献率
5.0
2.5
0.0
-2.5
-5.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Time (sec)
完成侧切动作时支撑腿胫骨前肌的原始肌电信号 (mV)
肌电采集方法
•பைடு நூலகம்针电极
– 可采集深层次肌肉的肌电信号
• 表面电极（surface EMG，sEMG）
– 采集浅表肌肉的肌电信号