功能性运动装备的生物力学研究

　　本书作为运动装备的前沿探索，基于生物力学、解剖学、生理学和工效学等学科的交叉，系统地开展了运动装备与人体肌-骨系统响应关系的剖析，从独特的视角揭示运动装备在预防损伤和提高表现过程中所起的作用，为我国本土创新型运动装备的研发奠定科学基础。本书可供体育科学、生物力学及运动工效学专业的师生学习，还可作为运动器材/装备的设计及研究人员等的参考资料。

　　傅维杰，副教授，硕士生导师。2011年获上海体育学院教育学博士，随后入职于上海体育学院省部共建教育部重点实验室，从事肌-骨系统生物力学和运动装备/器材研发。现为国际生物力学学会、国际运动生物力学学会、世界华人生物医学工程学会、中国体育科学学会会员，兼国际SCI期刊《国际运动医学杂志》和《运动与体育研究季刊》审稿人，并入选2012年上海高校优秀青年教师培养计划。曾获2013年全国优秀博士论文提名奖、2013年霍英东教育基金会第十四届全国高等院校青年教师二等奖、2012年上海市科技发明二等奖。现主持国家自然科学基金青年项目、教育部博士点基金新教师类和上海市教委科研创新项目，并作为主要骨干参与国家自然科学基金3项。2006-2013年间，协助负责与美国Nike总公司、日本Mizuno鞋企、中国李宁公司等多家国际知名体育用品厂商在内的运动装备研发任务，期间还获上海教育发展基金会曹光彪基金赴美参加第十三届Nike全球运动装备科技研讨会，相关应用研究曾指导本科生获2013年“挑战杯”全国大学生学术科技作品竞赛三等奖，本人也获得上海赛区“优秀指导教师”称号。近5年共发表国内外期刊论文30余篇，其中国际SCI收录8篇、EI收录6篇，并获专利2项；参加国内外学术会议20余次，发表会议论文近50篇。刘宇，上海体育学院教授、博士生导师，教育部“长江学者”特聘教授。现任上海体育学院运动科学学院院长、“运动健身科技”教育部重点实验室主任。现为国际生物力学学会执委；亚洲运动训练科学学会副主席；中国力学学会、中国生物医学工程学会生物力学专业委员会、中国体育科学学会运动生物力学分会常委；Journal of Sport and Health Science副主编。曾获国家教学成果一等奖、上海市技术发明二等奖等奖项。近五年，发表国内外期刊论文70余篇，获发明专利10项。先后主持、承担国家级/省部级等课题20余项。

目录
第1 章绪论……………………………………………………………………… 1
1.1 背景…………………………………………………………………………… 1
1.2 研究目的与意义……………………………………………………………… 6
1.3 研究思路与技术路线………………………………………………………… 7
1.4 研究创新点…………………………………………………………………… 7
1.5 研究假设……………………………………………………………………… 8
1.6 研究限制与范围……………………………………………………………… 8
1.7 名词解释及操作性定义……………………………………………………… 9
第2 章冲击力与人体………………………………………………………… 12
2.1 冲击力的力学特性………………………………………………………… 12
2.2 人体运动学反应…………………………………………………………… 14
2.3 冲击力与运动损伤———现有理论………………………………………… 15
第3 章软组织振动与肌肉调谐…………………………………………… 18
3.1 软组织特性与人体振动…………………………………………………… 19
3.2 肌肉的活化与调谐特性…………………………………………………… 20
3.3 软组织振动、肌肉调谐与运动损伤———最新进展……………………… 23
第4 章功能性运动装备研发……………………………………………… 25
4.1 运动鞋应用研究…………………………………………………………… 25
4.2 紧身装备应用研究………………………………………………………… 27
第5 章功能性运动装备的生物力学研究方法………………………… 32
5.1 研究对象…………………………………………………………………… 32
5.2 实验仪器与设备…………………………………………………………… 32
5.3 测试方法与步骤…………………………………………………………… 38
5.4 数据采集与处理…………………………………………………………… 44
第6 章功能性运动装备的下肢生物力学………………………………… 62
6.1 运动学……………………………………………………………………… 62
6.2 运动表现…………………………………………………………………… 72
6.3 关节动力学………………………………………………………………… 72
6.4 刚度………………………………………………………………………… 75
6.5 运动装备与下肢基本生物力学特征关系………………………………… 78
第7 章冲击力与运动鞋……………………………………………………… 84
7.1 冲击力峰值………………………………………………………………… 84
7.2 冲量………………………………………………………………………… 86
7.3 负载率……………………………………………………………………… 88
7.4 冲击力频率………………………………………………………………… 90
7.5 鞋跟加速度时频域………………………………………………………… 91
7.6 运动鞋与冲击力关系探究………………………………………………… 93
第8 章软组织振动与功能性运动装备………………………………… 100
8.1 振动的时域特征…………………………………………………………… 100
8.2 振动的主频和阻尼特性…………………………………………………… 102
8.3 振动的频率响应和传递性………………………………………………… 104
8.4 紧身裤与软组织振动反馈………………………………………………… 106
第9 章下肢肌肉活动与功能性运动装备……………………………… 111
9.1 肌电振幅…………………………………………………………………… 111
9.2 主动肌-拮抗肌共激活…………………………………………………… 118
9.3 中位频率…………………………………………………………………… 121
9.4 不同运动装备下的肌肉调节与适应……………………………………… 125
第10 章运动装备、冲击力与人体肌-骨力学系统………………… 133
10.1 运动鞋因素……………………………………………………………… 135
10.2 紧身装备因素…………………………………………………………… 137
10.3 创新型运动装备研发的启示…………………………………………… 139
10.4 功能性运动装备的实践应用及展望…………………………………… 140
附录英文名词缩写表(Abbreviations) ………………………………… 143
参考文献………………………………………………………………………… 144