第四節(jié)平衡測(cè)量儀

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1、第10章　動(dòng)因?qū)W實(shí)驗(yàn)方法規(guī)範(fàn)第一節(jié)　三軸測(cè)力板實(shí)驗(yàn)方法第二節(jié)　等速肌力測(cè)量儀實(shí)驗(yàn)方法第三節(jié)　肌力的來源與實(shí)驗(yàn)方法第四節(jié)　平衡測(cè)量儀實(shí)驗(yàn)方法第五節(jié)　張力計(jì)實(shí)驗(yàn)方法第一節(jié)　三軸測(cè)力板實(shí)驗(yàn)方法運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)力主要來自下肢於地面的反作用力，根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，力作用於地面時(shí)產(chǎn)生相同大小、反向、作用在同一直線的反作用力於人體，推動(dòng)人體向前上方運(yùn)動(dòng)，為人體動(dòng)力之來源。這個(gè)力的大小、方向、作用時(shí)間可以用三度空間測(cè)力板實(shí)驗(yàn)得知。目前使用的三度空間測(cè)力板，根據(jù)傳感元件的不同大致可分為兩類：一類是應(yīng)變式測(cè)力板，如：美國於90年代生產(chǎn)的BERTEC三度空間測(cè)力板。應(yīng)

2、變式測(cè)力板測(cè)量靜態(tài)力的效果較好，例如：測(cè)試射擊、射箭動(dòng)作中，人體壓力中心點(diǎn)的穩(wěn)定性；實(shí)驗(yàn)動(dòng)作頻率不太高的動(dòng)態(tài)力也可以測(cè)量，例如：實(shí)驗(yàn)舉重動(dòng)作的蹬地力效果也較好，但實(shí)驗(yàn)衝擊力效果較差。另一類是壓電晶體式測(cè)力板，例如：瑞士生產(chǎn)的KISTLER三度空間測(cè)力板（圖10-1），此類測(cè)力板對(duì)於實(shí)驗(yàn)各類動(dòng)態(tài)力、衝擊力效果較佳，例如：跳高、跳遠(yuǎn)的踏跳力；但實(shí)驗(yàn)靜態(tài)力之效果較差。三度空間測(cè)力板可用於測(cè)量短、中、長跑區(qū)間的推蹬力、起跑的推蹬力、跳高、跳遠(yuǎn)等的起跳推蹬力、投擲時(shí)兩腿的蹬地力、舉重的蹬地力，以及射擊、射箭動(dòng)作的穩(wěn)定性等，近年來許多測(cè)量平衡能力的實(shí)驗(yàn)也經(jīng)

3、常使用測(cè)力板來加以定量評(píng)估。測(cè)力板實(shí)驗(yàn)之場(chǎng)地測(cè)力板實(shí)驗(yàn)之場(chǎng)地可分為：實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練場(chǎng)館實(shí)驗(yàn)比賽場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測(cè)力板安裝於實(shí)驗(yàn)室，常用於實(shí)驗(yàn)人體的基本動(dòng)作，如：步態(tài)、立定跳遠(yuǎn)、垂直跳，以及模擬各種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的動(dòng)作，例如：從測(cè)力板上起跳扣球（排球）、或由測(cè)力板上起跳做網(wǎng)球的發(fā)球動(dòng)作等。訓(xùn)練場(chǎng)館實(shí)驗(yàn)測(cè)力板安裝在訓(xùn)練場(chǎng)館內(nèi)，如：實(shí)驗(yàn)跑步各形式的區(qū)間跑、短跑起跑、跳高跳遠(yuǎn)的起跳、投擲蹬地、舉重蹬地、排球起跳動(dòng)作等。比賽場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)測(cè)力板安裝在比賽現(xiàn)場(chǎng)，這必須在比賽大會(huì)允許、不影響運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作，並得到競(jìng)賽小組委員及裁判長同意的情況下才能進(jìn)行。測(cè)力板與其他儀器的

4、同步實(shí)驗(yàn)在運(yùn)動(dòng)技術(shù)診斷實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力板常與攝影機(jī)同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有時(shí)甚至於應(yīng)用攝影機(jī)、肌電儀三種儀器同步實(shí)驗(yàn)。同步方法分為：(1)所有儀器由電腦直接控制；(2)由攝影機(jī)（或影像）控制測(cè)力板使兩者達(dá)到同步。實(shí)驗(yàn)參與者依照要求，在測(cè)力板上試做幾次要量測(cè)的動(dòng)作之後，然後才進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。以垂直跳實(shí)驗(yàn)為例，垂直跳(countermovementjump,CMJ)是指人體在測(cè)力板上雙手插腰保持軀幹正直，再啟動(dòng)下肢下蹲完成快速、連貫的下蹲起跳動(dòng)作。垂直跳實(shí)驗(yàn)是一種常用的測(cè)定下肢肌力的方法，在下肢肌群產(chǎn)生的起跳力量、爆發(fā)力量、最大力量檢測(cè)與評(píng)估，以及彈性能儲(chǔ)存與利

5、用等的研究中，垂直跳實(shí)驗(yàn)的價(jià)值愈來愈顯得重要。在Kistler測(cè)力板上進(jìn)行垂直跳實(shí)驗(yàn)，實(shí)施步驟如下：向?qū)嶒?yàn)參與者說明清楚動(dòng)作要領(lǐng)，並進(jìn)行試跳幾次。校正電荷放大器靈敏度，根據(jù)垂直跳項(xiàng)目的特點(diǎn)，放大器的靈敏度可調(diào)為X、Y方向300牛噸承受力，Z方向2,000牛噸承受力。儀器操作者在軟體中依動(dòng)作特性設(shè)定取樣頻率、取樣時(shí)間等項(xiàng)目。當(dāng)實(shí)驗(yàn)參與者站立於測(cè)力板後，將測(cè)力板控制感應(yīng)歸零(reset)。開始收集測(cè)力板資料，實(shí)驗(yàn)參與者完成動(dòng)作後實(shí)驗(yàn)結(jié)束。實(shí)驗(yàn)結(jié)束後，可以立即得到多種力學(xué)參數(shù)，其Z方向的「力量－時(shí)間」曲線，如圖10-2。第二節(jié)　等速肌力測(cè)量儀實(shí)驗(yàn)方法

6、肌肉的收縮受外界條件的限制和神經(jīng)系統(tǒng)的控制，表現(xiàn)為等長收縮、等張與等速收縮形式，等張和等速收縮又分為向心和離心兩種收縮形式。等長收縮肌力的實(shí)驗(yàn)是在關(guān)節(jié)靜止（轉(zhuǎn)動(dòng)速度為零）的狀態(tài)下，測(cè)量選定之關(guān)節(jié)角之力或力矩。等張收縮肌力的量測(cè)是在既定阻力和選定運(yùn)動(dòng)範(fàn)圍的條件下，量測(cè)被測(cè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；等速收縮肌力實(shí)驗(yàn)是在固定轉(zhuǎn)動(dòng)速度和選定運(yùn)動(dòng)範(fàn)圍的條件下，量測(cè)關(guān)節(jié)在所測(cè)範(fàn)圍內(nèi)各個(gè)角度下的力矩（力矩曲線）。等速實(shí)驗(yàn)法與等長、等張實(shí)驗(yàn)相比，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)穩(wěn)定，且在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的阻力與作用的肌力成正比，及肌肉在運(yùn)動(dòng)之全部過程中的任何一點(diǎn)都能產(chǎn)生最大的力

7、量。目前肌肉等速肌力量測(cè)常見於運(yùn)動(dòng)員肌肉力量的評(píng)估、訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)器官系統(tǒng)物理治療與復(fù)健等應(yīng)用上。肌力量測(cè)儀器發(fā)展較為快速的美國，先後研製出多種不同的等速測(cè)量儀器，例如：CYBEX、BIODEX（圖10-3）、KINCOM等。茲以等速肌力測(cè)量儀為例，介紹其實(shí)驗(yàn)方法。等速肌力測(cè)量儀的主要功能美國CYBEX公司首先於1970年研發(fā)出第一臺(tái)等速肌力測(cè)量儀，歷經(jīng)二十多年的推廣、改進(jìn)，1992年再推出CYBEX6000儀器，功能逐步增加，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度相對(duì)提高。目前等速肌力測(cè)量儀均結(jié)合電腦操作，可作等速、等長、等張向心與離心肌力實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練。其規(guī)格為200V電源，

8、50Hz，獨(dú)立20A內(nèi)置後備電源，停電後仍可以繼續(xù)操作15分鐘；動(dòng)力儀為全波動(dòng)式；最高負(fù)荷可達(dá)360Nm；在準(zhǔn)確度方面，力矩為±1%，位置為±10%。