[发明专利]最优立定跳远技术模板的获取方法

说明书

本发明提供最优立定跳远技术模板的获取方法，包括采集一运动员立定跳远全过程的运动学、动力学数据；依据所述数据中对应起跳全程的数据建立起跳正向动力学方程，并结合立定跳远时足‑支撑面之间的压力分布获取起跳技术方程；依据所述数据中对应腾空时的数据，建立下肢的目标函数，并结合人体空中相对运动规律获取腾空技术方程；依据运动员的足踝部的高分辨率断层影像建立足骨几何模型和有限元模型，计算得到最佳落地动作；建立最优立定跳远技术模板。本发明能为立定跳远技术(关节运动学)人工智能诊断提供匹配模板，为运动辅具优化设计提供理论依据。

技术领域

本发明涉及运动康复工程领域，具体涉及最优立定跳远技术模板的获取方法。

背景技术

“全民健身、健康第一”是国家发展战略，《国家体育锻炼标准》是国家对学生体质健康方面的基本要求。为了进一步贯彻落实该标准，“体育课”的重要性凸显，如中考(初中学业水平考试)时，立定跳远不仅能发展下肢爆发力，同时能发展躯干和上肢的力量和协调性。2014年，《国家学生体质健康标准》中规定立定跳远是初中、高中、大学每年的必测项目。每年全国约有一千万参加中考的学生。对于初中生，立定跳远时存在两个问题：跳不远和足跟痛。

不是所有的可靠性都需要大数据支撑，也不是所有的显著性分析都要依赖统计学。立定跳远能够建立微分方程进行分析吗？如何建立？尚不是很清楚。

事实上，立定跳远的最优方法也是可以算出来的。我们知道，解决动力学问题有两种方法：一种是建立动力学方程，求方程的解析解或数值解，以确定人体环节、质心的坐标、速度、加速度的变化规律；另一种是变分方法，其实质是求函数的极值，这意味着“可能的运动是无限的，最优的运动是唯一的”。变分法是最小作用量原理的组成部分之一，因此，最优的立定跳远技术是唯一的。

虽然足跟有纤维脂肪组织保护跟骨，但是足跟着地模式应发生在步行中，在跑，尤其是跳时，足跟先着地的模式对足踝部的损伤是显而易见的，因为足弓是人体缓冲、减震的主要结构，而足跟先着地模式除了足跟的纤维脂肪组织外，使跟骨、距骨直接受到地面冲击力。结构与功能是统一的，除了足底筋膜和屈趾短肌外，那些结构参与并决定立定跳远的远度以及跖趾关节的绞盘机制等都需要进一步确定，如何发挥下肢的立定跳远工效，同时避免足踝部的运动损伤是亟待突破的关键技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供最优立定跳远技术模板的获取方法，模板能够提供最佳的立定跳远方式，在发挥下肢的立定跳远工效的同时避免足踝部的损伤，为运动辅具优化设计提供理论依据。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

最优立定跳远技术模板的获取方法，包括：

S1：通过运动捕捉系统和足底压力测试系统采集一运动员立定跳远全过程的运动学、动力学数据；

S2：依据所述数据中对应起跳全程的数据建立起跳正向动力学方程，并结合立定跳远时足-支撑面之间的压力分布获取起跳技术方程，计算得到最佳起跳全程时间；

S3：依据所述数据中对应腾空时的数据，建立下肢的目标函数，并结合人体空中相对运动规律获取腾空技术方程，计算得到最佳起跳角度；

S4：通过CT扫描获取所述一运动员的足踝部的高分辨率断层影像，并依据所述断层影像建立足骨几何模型和有限元模型，计算得到最佳落地动作；

S5：依据所述最佳起跳全程时间、最佳起跳角度以及最佳落地动作建立最优立定跳远技术模板。