何物體的機械運動都是在一定的空間和時間中進行的。人體和器械的運動也不例外。物體的運動在空間和時間等方面所表現出的差異特徵稱運動學特徵。如物體運動的軌跡、 路程 、位移、角度、角位移等所描述的即空間特徵。物體運動的先後次序,延續時間等特點即時間特徵。運動學特徵還包括速度、加速度、角速度和角加速度這一類派生的時空特性。人體運動的運動學任務就是通過這些時空參數,描述和研究人體和器械的位置隨時間變化的規律或在運動過程中所經過的軌跡、位置等。人體各環節通過關節相連,在運動中組成一定的鏈條,根據不同運動形式,可以分為不同的生物運動鏈形式。
單生物運動鏈
兩個相鄰骨環節及其之間的可動連線構成了單生物運動鏈。例如,上肢的上臂、肘關節和前臂構成一個單生物運動鏈;下肢的大腿、膝關節和小腿也構成一個單生物運動鏈。
雙(多)生物運動鏈
雙(多)生物運動鏈是兩個或兩個以上生物運動鏈串聯而成。例如,上肢多生物運動鏈由上臂、肘關節、前臂、腕關節和手構成,其中上臂、肘關節和前臂為一個單生物運動鏈,與腕關節和手構成了多生物運動鏈。
開放鏈
生物運動鏈根據其結構特點可以分為開放鏈和閉合鏈。末端為自由環節的生物運動鏈稱為開放鏈,該自由環節又稱終末環節。如圖1所示即為一個開放鏈,其手足環節為終末環節。
圖1 開放鏈
開放鏈中,每個環節都能發生獨立運動,當然開放鏈中的各環節也可以同時運動,也可以按一定順序依次運動,但這並不排除每個環節獨立運動的可能性。
閉合鏈
無自由環節的生物運動鏈稱為閉合鏈。閉合鏈中,一個環節不可能獨立運動,即環節的運動是互相牽連的,一個環節的運動必然引起鏈中其他環節的聯動。
開放鏈的終末環節如果受到其他物體的約束即變成閉合鏈,此時不能發生單個環節的獨立運動,只能多個環節同時運動。如圖2中的舉重引體向上動作中兩臂通過器械連線,產生閉合鏈。
圖2 閉合鏈
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•胡耿丹, 王樂軍, 牛文鑫. 運動生物力學. 同濟大學出版社. 2013年12月, 第1版.