Human CAD人体运动仿真软件
Human CAD人体运动仿真软件简介
HumanCAD人体运动仿真软件是加拿大NexGen公司产品，迄今已有20年的专业研发技能和经验，其基础构架是NexGen公司开发人员从1990年就开始研发的ManneQuin仿真软件。
HumanCAD人体运动仿真软件主要用于人体体力作业的动态、静态模拟和分析。它拥有多个作业工具和环境组件模块。场景逼真、实用，可以对运动和作业过程中的躯干、四肢、手腕等部位的空间位置、姿势、舒适度、作业负荷、作业效率等数据进行采集和分析，在世界范围的研究领域被广泛使用。
Human CAD人体运动仿真软件主要模块
HumanCAD V1.2主程序：实现主要的编程功能，包括导入/输出人体和实物模型、构造编程环境等。
HumanCAD ErgoTools：扩展人体模型相关的数据库，使分析功能更强大。HumanCAD CADExchange：用于扩展软件可识别的三维模块类型，使软件兼容性更强。
使用指导书及相关资料针对教育/科研用户，指导其高效展开科研。
产品许可号：正版授权许可。
Human CAD人体运动仿真软件输出功能
可及度分析
视野分析
抬举力量分析
作业姿势评估
舒适度分析
基于用户设定的其他人体作业数据
HumanCAD人体运动仿真软件功能特点
可根据用户需求，自动生成三维人体模型。
可设置人体模型的尺寸、姿势、动作。
设计、生成产品模型，并设定其各种物理参数。
与各类相关三维建模软件都有良好接口，可实现用户自定义模型的导入与输出。具备强大的数据分析功能，可以分析人在作业过程中的姿势、舒适度、做功等数据。
分析数据可直接导入word、xls等文件，便于后续分析。
本身带有庞大的人体参数数据库，为建模和数据分析提供权威而便捷的支持。
HumanCAD人体运动仿真软件系统要求
Windows 2000 及XP以上版本
内存1GB 以上
硬盘：1GB以上
显卡：支持3D显示
人机功效评价解决方案 Jack 人体仿真及建模系统 Jack是一个人体建模与仿真软件解决方案，帮助各行业的组织提高产品设计的工效学因素和改进车间的任务。jack最初是由宾夕法尼亚大学的人类模型和模拟中心(Center for Human Modeling and Simulation at the University of Pennsylvania)开发，目前是西门子PLM旗下的一员。使 用Jack可以： 1、建立一个虚拟的环境 2、创建一个虚拟人 3、定义人体大小和形状 4、把人放在环境中 5、给人指派任务 6、分析人体如何执行任务 从jack获得的信息可以帮助您设计更安全、更符合人体工程学的产品、工作场所和更快的流程和使用更低的成本。 第1步：建立一个虚拟的环境 除了人体建模之外，jack还是是一个功能强大的互动性、 实时视景仿真解决方案。您可以导入CAD数据或从草图
开始建立模型，在周围的环境中移动物体，交互式地改变相机的视图和创建特殊效果，以提高您“现场”的真实性。 导入CAD模型-jack可以导入基于VRML，IGES，立体(STL)的和inventor (iv)文件格式的3D 图形数据。此外，软件提供了减小CAD数据的功能来优化模型，用于实时仿真。OpenGL Optimizer的使用可以在不损害视频保真度的情况下相当程度的减少模型的棱角。 在jack中创建几何图形-jack允许您从草图开始建立模型，用于概念设计。您可以创建简单的几何图形，如立方体、球、圆柱、圆锥和圆环。熟练操作后，您可以合并这些简单的图形成为更加复杂的部件，如机械工具和车辆。jack还提供了一套基本的工具（锤子，钳子，梯子，棘轮，锯，螺丝刀和扳手）。 给您的环境一个真实的外观-jack的视图，纹理映射和照明功能，帮助您赋予您的虚拟环境更有说服力的外观。 在jack中可以很容易地改变视图，通过鼠标按钮可以基于一个参考点，水平或垂直或放大“相机”。此外，您也可以将视图参考点定位到指定的对象上，为某些对象加上相机，如人的眼睛，并建立剖视图。使用纹理映射，基础的图像文件，如云彩、公路、工厂内部或机器的控制面板可用于增加视觉细节场景，而不会增加额外的几何形状。jack的经典照明能力，可以帮助您突出环境中的区域和加强场景的真实感。
第25卷第7期 计算机应用与软件 Vol 125No .72008年7月 Computer App licati ons and Soft w are Jul .2008 基于Poser 的个性化人体模型运动仿真技术研究 李 燕 (武汉科技学院机电工程学院 湖北武汉430073) 收稿日期:2007-07-02。湖北省教育厅2007年科研重点资助项目(D200717002);湖北省数字化纺织装备重点实验资助项目 (DT L200607)。李燕,教授,主研领域:三维数字建模与逆向工程技术。 摘 要 根据服装工业对数字化动态人体模型的需要,提出了一种建立人体动态模型的新方法。该方法针对特定人体的三维扫 描数据,用逆向工程软件Geomagic Studi o 实现个性化的三维人体NURBS 曲面模型的构建,将完成后的人体曲面模型导入Poser 软件,利用人体特征点确定关节位置,建立相应的人体骨骼模型,并将人体表面模型与骨骼模型相匹配,实现人体运动仿真。实验证明,所建立的人体动态模型在外观形状和运动姿态上具有较高的真实性,操作简便,易于掌握。关键词 三维人体扫描 人体曲面模型 人体骨骼模型 Poser O N LOCOMO T I O N E M ULAT I O N TECHNOLO GY O F I ND IV I D UAL I ZED M AN I K I N BASED O N PO SER L i Yan (College of M achine and Electronic,W uhan U niversity of Science and Technology,W uhan 430073,Hubei,China ) Abstract Abstract A ccording t o the de mand of gar ment industry,in this article it br ought for ward a ne w method t o building the dyna m ic manikin .According t o particular scanned 32d hu man body data,the reversing engineering s oft w are “Geomagic Studi o ”was used t o realize the constructi on of individualized 32D NURBS curved manikin,then the accomp lished curved manikin was directed t o the s oft w are Poser .By u 2sing the hu man character points t o define the l ocati on of j oints,the relevant hu man skelet on manikin can be built and matching with hu man surface model,we would actualize hu man body dyna m ic e mulati on .The tested module is highly realistic in shape and dyna m ic status and can be contr olled easily . Keywords 32D hu man body scan Hu man body Curved manikin Hu man body skelet on model Poser 0 引 言 三维人体建模是当前一大研究热点,它在人机系统工程、医学研究、服装C AD 以及虚拟现实等领域有着广阔的应用前景。在人体的几何造型方面,通常采用棒模型、表面模型、体模型和多层次模型等方法,在不同程度上对人体外形特征进行描述。由于这些方法通常利用的是常规测量数据和统计资料,对外形尺寸做了大量简化,因而所建立的人体模型缺乏足够的真实感。随着人体非接触测量技术的发展,可借助全身扫描仪方便地获取特定人体的表面数据,使得用真实人体扫描数据来建立个性化特征人体的表面模型已成为现实,但是,其所建立的仍然是静态人体模型,无法表现人体的动态效果。 由于人体是一种复杂的多关节形体,建立具有真实性的人体动态模型方法仍在探索之中。笔者提出了一种建立人体动态模型的新方法,把人体动态模型分成表面模型和骨骼模型两个层来构建,针对特定人体的三维扫描数据,用逆向工程软件Geo magic Stu 2di o 实现个性化的三维人体NURBS 曲面模型构建,将完成后的人体曲面模型导入Poser 软件,利用人体特征点确定关节位置,可建立相应的人体骨骼运动模型。所构成的人体骨骼模型是一个多关节运动学模型,可用来控制人体的各种姿态动作,将人体表面模型与骨骼模型相匹配后,即可实现人体运动仿真。 系统框架如图1所示 。 图1 实现人体模型运动仿真的系统框架 1 个性化的三维人体曲面模型的构建 基于人体扫描数据的三维人体曲面模型的构建分为两步: 1.1 人体点云数据的获取 本项目采用的是Tel m at 的SY MC AD 非接触式三维人体扫 描仪,在20s 内自动完成整个人体扫描过程,捕捉到人体500000个数据点,测量精度达到0.2cm,所测数据可以I V 文件格式输出,但所输出的I V 文件不能被Geomagic 软件直接读取,利用文本编辑软件打开I V 文件,把文件头和文件尾修改为WRL 文件格式,并保存为WRL 格式的文件就可以被Geomagic 软件读出,
人体的运动系统 一、教学要求： 1、使学生知道运动系统由骨、骨骼肌、骨连结组成，了解人体的各种动作都是由肌肉 牵动骨骼完成，骨骼还具有支撑身体、保护内脏的功能。 2、使学生懂得什么是骨折，简单了解骨折后的应急办法。 3、传授给学生运动保健的知识，教育学生养成良好的行为习惯，改掉挑食、偏食的毛 病。 二、教学重点与难点： 教学重点：教给学生保健方法。 教学难点：指导学生学会一些应急方法（如骨折、脱臼后的注意事项）。 三、课前准备： 人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图，夹板、绷带等。 四、教学时间： 一课时 五：教学过程： 1、由日常平时会做哪些运动？ （学生回答） 师：刚才大家说的运动，是我们身体的运动系统在发挥作用。 2、介绍运动系统及其作用 ①介绍运动系统的组成。 师：你们知道人的运动系统包括哪些部分吗？ 生：包括骨、骨骼肌和骨连结。 师：（出示人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图）对！人的运动系统由骨、骨骼肌和骨连结组成。（指示图上的关节处）运动系统中的骨连结主要是关节。（请学生分别触摸各自的肘关节、膝关节及其周围的肌肉、骨） ②说明运动系统的作用。 师：吃饭、走路、弯腰时，各有哪些骨、肌肉、关节在运动？ （学生回答） 师；人的各种动作都是由肌肉牵动而完成的。 ③解说骨骼的支撑、保护作用。 师：运动系统的作用不只是运动，比如说，人的骨骼把整个人的身体各部分都支撑、悬挂起来，如果没有骨骼会怎样？骨骼还有什么作用？ （学生思考、回答。教师确认骨骼有支撑作用） 师：人脑外部包裹着头骨，这时的骨骼又起了什么作用？ 生：有保护大脑的作用。 师：综合来看，人的运动系统除了能使人运动外，还有着支撑身体和保护内脏器官的作用，因此我们必须注重运动系统的保健。 3、引导学生了解 ①教育学生注重运动系统的保健。 师：你们见过驼背、斜肩、罗圈腿、鸡胸的人吗？他们是怎样的？你觉得这样对他们的身体、行动有利吗？ （学生回答） 师：你们知道他们为什么会变成这样的吗？
1．平衡稳定性：反映了物体维持原有状态和抵抗倾倒的能力。 2．制动：指人体局部或全身保持固定或者活动被限制。 3．应力：所考察的截面单位面积上的内力 4．应变：对于构件任一点的变形（结构内某一点受载时所发生的形变），只有线变形和角变形两种基本变形，分别由线应变和角应变来度量。 5．黏弹性材料的特点： ①蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象蠕变。 ②应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而下降，这种现象叫做应力松弛。 ③滞后：对物体作周期性的加载和卸载，则加载时的应力-应变曲线同卸载时的应力-应变曲线不重合，这种现象称为滞后。 5.人体关节的运动形式 1．屈曲(flexion)与伸展(extension)：主要是以冠状轴为中心,在矢状面上的运动。 2．内收(adduction)与外展(abduction)：主要是以矢状轴为中心,在前额面上的运动。 3．内旋(internal rotation)与外旋(external rotation)：主要是以纵轴为中心,在水平面上的运动。 6.人体运动链：三个或三个以上环节通过关节相连，组成运动链，分为开链和闭链。
7.人体运动：是维持生命活动的主要形式，包括呼吸运动、体液流动、肌骨系统运动、消化系统运动、还有额面运动等。 8.人体能量代谢分为三大功能系统，即：磷酸原供能系统、糖酵解供能系统和有氧代谢供能系统。 9.能量代谢当量（梅脱）：是指单位时间内单位体重的耗氧量，单位为ml/（kg*min），1MET=3.5ml/（kg*min） 10.靶心率（THR）:指在运动时应达到和保持的心率。 11.骨单位：是骨密质的基本结构单位。位于骨内、外环骨板之间，是骨干骨密质的主体。从骨单位的横断面可以看到同心分布的骨板，成为不同直径的、—层套一层的封闭的圆柱，这种结构又被称为哈佛氏系统。 12.骨重建：在成人期，骨生长停止，但骨的形成和吸收仍在继续，处于一种平衡状态，称为骨重建。 13.骨构建或称骨塑形：在人的生长期，骨形成大于骨吸收，骨量呈线性增长，表现为骨皮质增厚，骨松质更密集，这一过程称为骨构建或称骨塑形。 14.骨重建过程分为5期：第一期：休止期或静止期。第二期：激活期。第三期：吸收期。第四期：转换期。第五期：形成期。 15.骨重建单位（BRU）：一个骨重建所形成的结构为一个骨重建单位（BRU）。 16.以长骨为例，骨骼的血液供应来自三个不同的但又相互关联的方面：滋养动脉、骨端、
Human CAD人体运动仿真软件 Human CAD人体运动仿真软件简介 HumanCAD人体运动仿真软件是加拿大NexGen公司产品，迄今已有20年的专业研发技能和经验，其基础构架是NexGen公司开发人员从1990年就开始研发的ManneQuin仿真软件。 HumanCAD人体运动仿真软件主要用于人体体力作业的动态、静态模拟和分析。它拥有多个作业工具和环境组件模块。场景逼真、实用，可以对运动和作业过程中的躯干、四肢、手腕等部位的空间位置、姿势、舒适度、作业负荷、作业效率等数据进行采集和分析，在世界范围的研究领域被广泛使用。 Human CAD人体运动仿真软件主要模块 HumanCAD V1.2主程序：实现主要的编程功能，包括导入/输出人体和实物模型、构造编程环境等。 HumanCAD ErgoTools：扩展人体模型相关的数据库，使分析功能更强大。HumanCAD CADExchange：用于扩展软件可识别的三维模块类型，使软件兼容性更强。 使用指导书及相关资料针对教育/科研用户，指导其高效展开科研。 产品许可号：正版授权许可。 Human CAD人体运动仿真软件输出功能 可及度分析 视野分析 抬举力量分析 作业姿势评估 舒适度分析 基于用户设定的其他人体作业数据 HumanCAD人体运动仿真软件功能特点 可根据用户需求，自动生成三维人体模型。 可设置人体模型的尺寸、姿势、动作。 设计、生成产品模型，并设定其各种物理参数。 与各类相关三维建模软件都有良好接口，可实现用户自定义模型的导入与输出。具备强大的数据分析功能，可以分析人在作业过程中的姿势、舒适度、做功等数据。
基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 （一）科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位 1、项目名称：基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 2、所属单位：中国科学院计算技术研究所 （二）科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等 在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。在雅典奥运会上，我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会也获得一枚铜牌，实现了奖牌零的突破。另外，中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中，夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军，实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破，目前已经跃升为世界强队。 该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可，被认为是“一项开创性研究工作”，“能够有效提高运动训练的科学性和效率，对快速提高运动成绩有很大帮助”，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖，并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队，为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。 1、应用情况： 实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”，该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，其应用情况如下。 1）、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。研发的系统成为他们的重要训练科技装备，并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩，做出了重要的贡献。 2）、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩，系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。
《人体与运动》教学设计 黄山中学高涤生 一、设计理念： 本课以学生为本，将学生的全面发展作为目标，贯彻“健康第一”的指导思想，以促进学生身心健康和谐发展为出发点，使学生理解人体的运动系统是如何作为一个整体使人体能够运动，从而为学生学习体育与健康打下相应的基础。 二、教学目标： ①知识与技能目标：a、通过本课学习，使学生了解骨骼、关节、骨骼各肌的构 造和功能；掌握青少年骨骼、关节、肌肉的发育特点。 b、渗透《中华人民共和国体育法》,体育运动分为三种: 社会体育、学校体育和竞技体育。 ②过程与方法目标：通过本课学习，让学生想出一种发展身体某一肌肉群的方法。 能力目标增加了一定难度，但是大多学生可以通过努力实现 这一目标，并体验到成功。这种积极的体验，有助于增强学 生的自信心，可以提高学生的动机水平。 ③情感态度与价值观目标：通过展示精彩视频与直观的图片，充分调动学生的学 习情绪。适当将竞赛引入课堂，提高学生学习的主动 性。 教学重点、难点： ①重点：骨骼、关节的基本构造和功能； ②难点：骨骼、关节、肌肉如何相互协调完成运动过程。 三、教学对象： 九年制初中八年级学生。初中八年级学生对体育与健康两者的概念与联系不是很清楚，学生需要了解基本的运动的基本原理，为今后的体育锻炼奠定良好的基础。 课程资源：《人体与运动》一课，是全日制初中《体育与健康》课中第一章《你的身体健康》中的第一节课的学习内容，是体育理论课。教材由“骨骼和关节”、“肌肉”、“骨骼、关节、肌肉和运动系统的关系”三部分内容组成。 四、课程资源： 教材资源：初中八年级《体育与健康》教材及教学参考书。 多媒体资源：《人体与运动》演示课件、幻灯片课件 教具资源：人体骨骼模型、体操垫。 五、教学方法： 体育理论课由于在教室内进行，场地受到限制，教材内容又显得单一，学生学起来枯燥。根据新体育课标的要求，我通过让学生积极动脑思考，动手试一试，动口问答，在此过程中激发学生快乐的情绪，产生学习兴趣和求知欲望，在兴趣盎然中学习，由动而乐，在乐中学。 八年级学生因年龄小，理解能力差，并且又特别活泼好动。因此我对他们不进行过深的理论讲授，只讲一些简单的常识性内容。在讲授时也不是进行简单的
三维人体动态计算机模拟及仿真系统 (一) LifeMOD生物力学数字仿真软件 1. 简介 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是在 MSC.ADAMS 基础上,进行二次开发，用以研究人体生物力学特征的数字仿真软件，是当今最先进、最完整的人体仿真软件。LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型，模拟和仿真人体的运动，并深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。鉴于LifeMOD 生物力学数字仿真软件的强大功能，它成功地应用于生物力学、工程学、康复医学等多个领域。 2. 厂商 美国BRG(Biomechanics Research Group)公司具有超过20年的与世界顶级研究机构和商业机构的成功合作历史，包括体育器材生产商、整形外科、人体损伤研究机构、高校和研究院所、政府机构、医疗器械生产商以及空间技术研究机构，在生物力学、工程学、康复医学等许多行业中有卓越的名誉。 3. 型号 LifeMOD 2008.0.0 4. 功能 LifeMOD 生物力学数字仿真软件的功能强大、先进而且普遍适用。 LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型；这些模型既能够再现现实的人体运动，也能够按照研究者的意愿预测非现实的人体运动；通过人体动作的模拟和仿真，计算出人体在运动过程中的运动学和动力学数据，从而使研究者能够深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。 在体育领域，利用LifeMOD的个性化建模和强大的计算能力，不但可以将运动员的比赛和训练情况进行再现并分析运动学、动力学特征，而且能够根据运动员各自的生理特征来进行不同情况的仿真，进行优化分析，进而达到优化运动员技术的目的，从而指导和帮助运动训练。 5. 软件特性 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是创建成熟、可信的人体模型的工具。它具有以下特性： ● 快速生成人体模型。能在不到一分钟的时间里完成人体模型的创建。● 完整的骨骼/皮肤/肌肉模型。具有骨骼、皮肤、肌肉的人体模型与受试 对象是成比例的。 ● 可根据研究需要，建立不同精度的人体模型。（简单的是19环节18关
第一篇人体运动系统 运动系统由骨、关节和肌肉等组成，其功能是实位移或保持姿势。人体最基本的位移运动是杠杆运动。其中骨是运动杠杆，关节是支点肌肉是运动动力。肌肉运动的主要部分，骨和关节是运动的被动部分。 第一节骨的概述 正常成年人共有206块骨，其中170块成双。177块直接参与随意肌运动。 一、骨的形态各分类 1、长骨：分布在四肢，两端的上下为上端和下端，中间为骨干。作用；主要 起运动杠杆作用。 2、短骨: 分布在手腕和足的位置，一般是立方体，常有六个面， 它们短小坚固，适合于人手和足的高度灵活的需要。 3；扁骨: 分布在头、胸一般成板状，薄而坚固，起保护作用。 4、不规则小骨: 呈不规规则形状。如；髋骨、椎骨、聂骨。 5、籽骨：被肌腱和韧带包围起来的骨。
按部位分类； 颅骨脑颅8 面颅14 共22块 听小骨6块 舌骨1块 颈椎7 胸椎12 椎骨26 腰椎 5 躯干骨肋骨24 骶椎 1 尾椎 1 胸骨 1 肩带骨 4 上肢骨游离部位 6 四肢骨 腰带骨2 下肢骨游离部位60
二、骨的构造 骨是器官，它是由骨组织、致密结缔组织、脂肪组织、网状组织等构成。 骨包括；骨膜、骨质、骨髓并有神经和血管分布。 1.、骨膜; 由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的骨质表面，并有许多 纤维束伸入于骨质内。
《1》骨外膜；浅层中有丰富的血管、神经穿行。深层分化出的成骨细胞，有制造新骨质的作用骨膜作用，沿途有分支进入伏克曼氏管，再 分支伸入哈佛氏管，以营养骨质。 《2》骨内膜：深层细胞处于稳定状态，它使终保特分化能力。 内层：较疏松,衬在骨髓腔面,骨小梁的表面及哈佛氏管内,骨内膜中的细胞分化出的破骨细胞，使骨髓腔不断扩大。以形成新骨质和破坏、改造已生成的骨质，所以对骨的发生、生长、修复等具有重要意义。老年人骨膜变薄，成骨细胞和破骨细胞的分化能力减弱，因而骨的修复机能减退。 2、骨质；骨质由于结构不同可分为两种：一种由多层紧密排列的骨板构成，叫做骨密质；另一种由薄骨板即骨小梁互相交织构成立体的网，呈海绵状，叫做骨松质。 (一)、骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强。 （二）骨松质则按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。
人体运动学 1．运动学：理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。 2．人体运动学：是研究人体活动科学的领域。是通过位置、速度、加速度等物理量描述和研究人体和器械的位置随时间变化的规律或在运动过程中所经过的轨迹，而有考虑人体和器械运动状态改变的原因。3．人体运动学中量的特性：瞬时性、矢量性、相对性和独立性 4．标量：只有大小没有方向的物理量 5．矢量：既有大小又有方向的物理量 6．角位移：逆时针为“正”，顺时针为“负” 7．惯性参考系：相对地球静止或匀速 8．非惯性参考系：相对地球变速运动 9．人体的基本姿势（始发姿势）： 身体直立，面向前，双目平视，双足并立，足尖向前，双下肢下垂于体侧，掌心贴于体侧。手的姿势（手的掌心贴于躯干两侧，是唯一有别于解剖学中的人体基本姿势的，应提起注意） 10．人体运动形式：把人体简化成质点，按照质点的运动轨迹可分为直线运动和曲线运动。 把人体简化成刚体，运动形式包括平动、转动和复合运动。 11．人体关节的运动形式：屈曲，伸展，内收，外展，内旋，外旋，旋前，旋后，内翻，外翻 10．人体基本运动形式：上肢—推，拉，鞭打（如投掷） 下肢—缓冲，蹬伸，鞭打 全身—摆动，躯干扭动，相向运动 10．人体运动原理：杠杆原理 11．杠杆分类： 第1类：平衡杠杆，人体中较少，支点位于之间； 第2类：省力杠杆，人体中极少见，阻力点位于中间，如站立位提足跟时； 第3类：速度杠杆，人体中最普遍，力点在中间，如使用镊子，肱二头肌屈前臂。 杠杆原理在康复医学中的作用：省力，获得速度，防止损伤 12．动力学：是研究人体运动学与受力的关系的学科。人体受力可分为动力和制动力。如果力的方向与人体运动（速度）方向相同，就称此力为人体动力，反之则称为人体制动力。 13．外力：指外界物体环境作用于人体的力（人体重力、支撑作用力、摩擦力、惯性力、流体阻力、器械的其他阻力） 内力：指人体内部各组织器官间相互作用的力（肌拉力、各组织器官间的被动阻力、各内脏器官间的被动阻力、各内脏器官的摩擦力、内脏器官和固定装置间的阻力、血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力、在分流时产生的湍流等。） 14．力的三要素：大小、方向和作用点 15．黏弹性材料的特点： （1）蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大。 （2）应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力随时间的增加而下降 （3）滞后 16．梅脱：静息坐位下，每公斤体重从事1分钟活动，消耗3.5ML的氧，其运动强度为1MET，基础代谢3.3mlO2/（kg*min） 17．心脏的功能能力：指机体在尽力活动时所能达到的最大MET值。
1、下列对骨的叙述正确的是( ) A.每块骨都由骨质、骨髓、骨髓腔、骨膜和关节软骨构成 B.骨骺由骨密质构成 C.成人骨髓腔内充满红骨髓 D.红骨髓具有造血功能 E.每块骨均不能视为一个器官 2、不成对的脑颅骨有( ) A.顶骨 B.颞骨 C.蝶骨 D.上颌骨 E.泪骨 3、解剖学姿势的描述，下列何者是错误的( ) A、身体必须直立 B、两眼平视前方 C、上肢在躯干两旁自然下垂 D、手掌面对躯干 E、两足跟靠拢，两趾接触并指向前方 4、骶管麻醉须摸认的骨性标志( ) A.骶正中嵴 B.骶岬
C.骶角 D.骶后xx E.都不对 5、开口于蝶筛隐窝的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.蝶窦 D.筛xx小房 E.筛xx后小房 6、开口中鼻道的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.筛xx D.筛xx E.以上都是 7、在直立姿势下,不能由于重力作用而引流的鼻旁窦是( ) A.额xx B.蝶窦 C.上颌窦 D.筛xx E.以上都不对
8、下列xx属于长骨( ) A.第八肋骨 B.舟骨 C.趾骨 D.跟骨 E.椎骨 9、下面哪一项不属于人体九大系统( ) A．消化系统 B．脉管系统 C．免疫系统 D．内分泌系统E 10、有关骨髓腔正确的是( ) A．位于骨骺内 B．位于长骨的骨干内 C.位于骨松质的间隙内 D．成人骨髓腔内含红骨髓 E．小儿骨髓腔内含黄骨髓 11、有关各部椎骨主要特征的叙述正确的是( ) A．胸椎体的横断面呈肾形 B．颈椎体的横断面呈心形 C．腰椎棘突呈板状，水平伸向后方
D．腰椎体的横断面呈椭圆形 E．胸椎横突有孔啊 12、胸骨角( ) A．位于胸骨体和剑突的交界处 B．是两侧肋弓形成的夹角 C．两侧平对第2肋 D．两侧平对第2肋间隙 E．两侧平对第3肋 13、骶管麻醉时须摸清的骨性标志是( ) A．骶前孔 B．骶后孔 C．骶岬 D．骶角 E．骶管 14、不属于肩胛骨的结构是( ) A．肩峰 B．肩胛冈 C．肩胛下窝 D．喙突 E．滑车切迹 15、桡神经沟位于( )
人体的八大系统 人体共有8个系统，即：运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。 运动系统:具有运动、支持、保护功能，由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨以不同形式连结在一起，构成骨骼。形成了人体的基本形态，并为肌肉提供附着，在神经支配下，肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连结为枢纽，产生杠杆运动。 骨是以骨组织为主体构成的器官，成人骨共有206块，依其存在部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。骨以骨质为基础，表面复以骨膜，内部充以骨髓，分布于骨的血管、神经，先进入骨膜，后穿入骨质再进入骨髓。两骨和更多骨连接在一起，具有一定的活动功能，叫做关节。每块肌肉都由肌腱和肌腹组成，肌腹有收缩能力，肌腱附着于骨，无收缩能力。 消化系统:功能主要是食物的消化和吸收。由消化管和消化腺组成，消化管包括口腔、食管、咽、胃、小肠、大肠、肛门等。消化腺是分泌消化液的器官，包括唾液腺、胃腺、胰腺、肝、肠腺等。 食物在消化管内的分解过程叫做消化，食物经过消化后，透过消化管粘膜，进入血液循环的过程叫做吸收。对于未被吸收的残渣部分，消化道则通过大肠以粪便形式排出体外。 消化系统对食物的消化有两种方式。一种是通过消化腺分泌消化液来完成，这种方式叫做化学消化。另一种方式是通过消化管肌肉的收缩产生咀嚼、蠕动，将食物磨碎，使食物与消化液充分混合，并将食物不断地向消化管的下方推送，这种消化方式称为机械性消化。 机械性消化和化学性消化两功能同时进行，共同完成消化过程。 呼吸系统:主要功能是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气。由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管等器官，临床上把鼻、咽、喉称上呼吸道；把气管、主支气管及其分支称下呼吸道。其中鼻、咽喉、气管和支气管是空气进出的通道，肺是进行气体交换的场所。 肺的呼吸是通过呼吸运动来实现的，即依靠呼吸肌收缩和舒张，引起胸腔有节律地扩张和回缩，使空气经呼吸道进出肺。 循环系统:主要功能是气体、养分及废物的交换、运送。包括心血管系统和淋巴系统。 心血管系统是由心脏、动脉、毛细血管及静脉组成的一个封闭的运输系统。由心脏不停的跳动、提供动力推动血液在其中循环流动，为机体的各种细胞提供了赖以生存的物质，包括营养物质和氧气，也带走了细胞代谢的产物二氧化碳。 淋巴系统是一个遍布全身的网状的液体系统，由扁桃体、脾脏、淋巴管和淋巴结组成，是人体的重要防卫体系。它能制造白细胞和抗体，滤出病原体，并加以消灭，阻止感染蔓延。
人体解剖学运动系统习题 第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3．椎间孔４。椎管5.胸骨角 6．肋弓7．关节腔 8．椎间盘 9。黄韧带１0.腹直肌鞘 1１.腹股沟管 １2。斜角肌间隙１3。乳突 二、填空题 1.运动系统包括( ），（）和( ）三部分. ２. 成人全身骨共有( )块。按其所在部位分为( )，（）和( )。 3。根据骨的外形，可将骨分为（），（ ),（)和( )四类。 ４.骨的构造主要由( ）,( ），( )，血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（）,（）的（）三部分。 6．骨髓位于( ）的（ )间隙内。可分为有( ）功能的( ） 和失去（）功能的（）两种. 7. 躯干骨包括２4块（)，1块（ ),1块（）,1块（ ),和12对( ）. 8．脊柱是借7块( )，12块( ）,5块( ），1块（ ),1块（)和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同1２个（ )，１2对（ )，１个（）和它们之间的骨连结共同构成。 １0．每块椎骨由位于前方的（）和后方的
( ）结合而成,它们共同围成( ）。 １1.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲,其中（ )曲和（）曲凸向前，而（）曲和（ )曲凸向后。 1２.脊柱有很大的运动性，可做（)，( ）,（），( )和( )运动。 1３．脊柱有（），( ）和（）功能。 14．胸骨自上而下分为( )，（)和（）三部分。 １5.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16。关节面覆盖有( ），它和关节囊的（)共同围成关节腔。 17。连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18．不成对的脑颅骨包括（），( ），（ )和( )四块。 1９。成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 ２0。上肢带骨是（ )和（）.自由上肢骨包括（ ),( ）,（）,( )，（ )和( ）。 21。下肢带骨即( ）。自由下肢骨包括（）,(），( ），（),（）,( ）和( ）。 2２.骨盆由2块（）,１块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 ２4．肘关节是由（）下端,（）上端和（ )上端构成的复关节，它包括三个关节，即
教学内容 1、人的运动规律 （1）人的骨骼：在动画片中，表现最多的是人物动作及拟人化角色的动作（见图1） （2）人的关节：人的主要关节位于腰部，肩部，肘部，腕部，股部，膝部，踝骨，颈部（见图1） （图1）运动中人的骨骼和关节 （3）人体的重心：人体重量的集中作用点（平衡点）是人体的重心（见图2） （图2）人体重心
（4）动作的表情：动作和表情是重要的动画语言。（见图3） （图3）人物动作与表情 2、人的基本规律性动作 （1）人的走路动作：用脚掌着地，左右两脚交替向前，带动躯干朝前运动（见图4） a.人走路动作的基本规律 b.头部的上下波动 c.手臂的摆动：钟摆定理 （图4）人走路的动态分析 （2）人的奔跑动作： 身体前倾，手臂略呈弯曲状以较大的幅度配合双脚的交替跨步向前摆动，跨步的幅度大于走路时的幅度，膝关节的弯曲度大于走路时的弯曲度，脚抬得较高。（见图5）
（图5）人跑步的动态分析 3、人的头部运动 （1）头部的转动： 以鼻子作为脸部中心点画一直线，当头转动时，由于透视原因，接近正面的一半距离大，远离正面距离小;（见图 6 （图6）头部的转动分析 （2）表情：要具有表演的创作意图（见图7） （图7）人的表情
（3）对白中的口型：欧美的常用口型是A，B，C，D，E，F，偶尔会有G，H日本的常用口型是A，B，C 。（见图8） （图8）角色口型 4、走路画法 走路的基本规律是：左右脚交替向前，带动人的身体向前运动，为了保持身体的平衡，配合双脚的屈伸、跨步、双臂前后摆动。（见图9） （图9）走路示范 5、跑步的画法
（1）奔跑动作的基本规律：身体重心前倾，手臂成弯曲状，奔跑时手臂配合双脚的跨步作前后摆动，双脚跨步的动作幅度较大，膝关节弯曲的角度较大，脚抬得较高，因此头高低的波形运动也比走路明显，在奔跑时，双脚几乎没有同时着地的时间，而是依靠单脚支撑身体的重量，有些快跑动作中间可以有1到2格是双脚同时离地的腾空过程。（见图10） （图10）跑步正面 （2）注意事项：人物前倾的动态应前后保持一致，原画张与动画中割张上半身身体保持一个前倾的姿态。（见图11）
人体的支持与运动 人体的支持与运动 教学目标一、知识目标： 1．说明人体的运动依赖于一定的结构。 2．描述人体骨骼的组成。 3．通过观察说明骨的基本结构和功能。 二、能力目标： 通过观察长骨的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。 三、情感态度与价值观目标： 懂得体育锻炼对于运动系统的影响，养成坚持体育锻炼的良好生活习惯。 教学重点骨的基本结构和功能。 教学难点长骨适于支持和运动的结构特点。 教法设计及 学法指导实验法、观察法、合作学习 前准备教师编号：013 学生画人体骨骼模型 教学过程
教师活动学生活动备注 【引入】 我们做一个屈肘动作，想一想，这个动作是由人体的哪些部分参与完成的？ 【新授】 【讲解】 骨 运动系统骨连接 骨骼肌 【展示】人体的骨骼组成 【布置】拼装人体骨骼模型【布置实验】观察长骨的结构 取一块新鲜的猪的长骨（如股骨），用锯子把它纵向锯开，从外向内依次观察。 1．用解剖刀从骨的表面剥离出一层膜，这是骨膜。用镊子拉一拉骨膜，感觉骨膜坚韧吗？观察骨膜的颜色，里面有血管吗？ 2．对照图16—2，观察长骨纵剖面上的骨松质和骨密质。看一看，这两种骨质分别位于长骨的什么部位？骨质的形态结构又有什么不同？ 3．观察骨髓分布在什么部位，是什么颜色，用解剖刀除去中央一部分骨髓，可以看到中空的骨髓腔，说明长骨是管状的。【小结】布置学生完成
【布置作业】P37—38 【讨论、回答】 略【观察、自学】头骨 人体骨骼躯干骨上肢骨 四肢骨 下肢骨人体的骨骼由206块骨组成。 【动手实践】 1．拿出事先画好的骨骼图，在不同的“骨”上涂上不同的颜色。2．将已着色的“骨”贴在硬纸板上，再把每一块“骨”剪下。用胶水或订书机再将骨连结成一具骨骼。 【实验、观察、小结】骨膜骨密质 骨骨质 骨髓骨松质骨膜是骨表面的一层坚韧的结缔组织膜。骨膜内含有血管、神经和成骨细胞。血管中的血液对骨有营养作用；成骨细胞对骨的生长和再生有重要作用。骨折以后由于成骨细胞的作用骨能够愈合，这是骨的再生。 骨密质致密而坚硬，在长骨中，骨密质大部分集中在内干部分，抗压很强；骨松质则分布在长骨两端的部分，结构疏松，呈蜂窝状，可以承受一定的压力。 长骨骨干的骨髓腔中和骨松质的空隙里都有骨髓。幼年时期的骨髓呈红色，具有造血功能。随着年龄增长，骨髓腔中的红骨髓逐渐变成黄骨髓，就失去了造血功能。当人失血过多时，黄骨髓能够再转变为红
Human CAD人体运动仿真软件简介 HumanCAD人体运动仿真软件是加拿大NexGen公司产品，迄今已有20年的专业研发技能和经验，其基础构架是NexGen公司开发人员从1990年就开始研发的ManneQuin仿真软件。 HumanCAD人体运动仿真软件主要用于人体体力作业的动态、静态模拟和分析。它拥有多个作业工具和环境组件模块。场景逼真、实用，可以对运动和作业过程中的躯干、四肢、手腕等部位的空间位置、姿势、舒适度、作业负荷、作业效率等数据进行采集和分析，在世界范围的研究领域被广泛使用。 Human CAD人体运动仿真软件主要模块 HumanCAD V1.2主程序：实现主要的编程功能，包括导入/输出人体和实物模型、构造编程环境等。 HumanCAD ErgoTools：扩展人体模型相关的数据库，使分析功能更强大。HumanCAD CADExchange：用于扩展软件可识别的三维模块类型，使软件兼容性更强。 使用指导书及相关资料针对教育/科研用户，指导其高效展开科研。 产品许可号：正版授权许可。 Human CAD人体运动仿真软件输出功能 可及度分析 视野分析 抬举力量分析 作业姿势评估 舒适度分析 基于用户设定的其他人体作业数据 HumanCAD人体运动仿真软件功能特点 可根据用户需求，自动生成三维人体模型。 可设置人体模型的尺寸、姿势、动作。 设计、生成产品模型，并设定其各种物理参数。
与各类相关三维建模软件都有良好接口，可实现用户自定义模型的导入与输出。具备强大的数据分析功能，可以分析人在作业过程中的姿势、舒适度、做功等数据。 分析数据可直接导入word、xls等文件，便于后续分析。 本身带有庞大的人体参数数据库，为建模和数据分析提供权威而便捷的支持。 HumanCAD人体运动仿真软件系统要求 Windows 2000 及XP以上版本 内存1GB 以上 硬盘：1GB以上 显卡：支持3D显示
[理论教案]1人体与运动 人体与运动 1、设计理念： 本课以学生为本，将学生的全面发展作为目标，贯彻“健康第一”的指导思想，以促进学生身心健康和谐发展为出发点，使学生理解人体的运动系统是如何作为一个整体使人体能够运动，从而为学生学习体育与健康打下相应的基础。 2、教学目标： ①认知目标：通过本课学习，使学生了解骨骼、关节、骨骼各肌的构造和功能；掌握青少年骨骼、关节、肌肉的发育特点。 ②能力目标：通过本课学习，让学生想出一种发展身体某一肌肉群的方法。能力目标增加了一定难度，但是大多学生可以通过努力实现这一目标，并体验到成功。这种积极的体验，有助于增强学生的自信心，可以提高学生的动机水平。 ③情感目标：通过展示精彩视频与直观的图片，充分调动学生的学习情绪。适当将竞赛引入课堂，提高学生学习的主动性。 教学重点、难点： ①重点：骨骼、关节的基本构造和功能； ②难点：骨骼、关节、肌肉如何相互协调完成运动过程。 3、教学对象： 九年制初中一年学生。初中一年级学生对体育与健康两者的概念与联系不是很清楚，学生需要了解基本的运动的基本原理，为今后的体育锻炼奠定良好的基础。 课程资源：《人体与运动》一课，是全日制初中《体育与健康》课中第一章《你的身体健康》中的第一节课的学习内容，是体育理论课。教材由“骨骼和关节”、“肌肉”、“骨骼、关节、肌肉和运动系统的关系”三部分内容组成。 4、课程资源： 教材资源：初中一年级《体育与健康》教材及教学参考书。 多媒体资源：《人体与运动》演示课件、幻灯片课件 教具资源：人体骨骼模型、体操垫。 5、教学策略： 体育理论课由于在教室内进行，场地受到限制，教材内容又显得单一，学生学起来枯燥。根据新体育课标的要求，我通过让学生积极动脑思考，动手试一试，动口问答，在此过程中激发学生快乐的情绪，产生学习兴趣和求知欲望，在兴趣盎然中学习，由动而乐，在乐中学。 七年级学生因年龄小，理解能力差，并且又特别活泼好动。因此我对他们不进行过深的理论讲授，只讲一些简单的常识性内容。在讲授时也不是进行简单的说教，而是要使内容生动、形象，创设语言和练习情境，使讲练相结合，引发学生的好奇心，激发学生的学习兴趣。 小学生入中学后，身心都产生了质的飞跃，但活泼、好动的特点没有变，而且视野越来越宽，求知欲越来越强烈。我想通过讲清人体的运动系统是如何作为一个整体使人能够运动，从而为初中生学习体育与健康打下坚实的基础。所以我在七年级第一次体育理论课就安排了《人体与运动》。想通过各种手段充分利用开学的第一节体育理论课，培养对学生对体育的兴趣。 6、教学方法和手段： 采用了演示教学法、启发式教学法、问答式教学法、试验式教学法、总结归纳法。通过多媒体教学及分组合作的教学手段促进教学任务的完成。 7、教学模式：
第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3.椎间孔 4.椎管 5.胸骨角 6.肋弓 7.关节腔 8.椎间盘 9.黄韧带 10.腹直肌鞘 11.腹股沟管 12.斜角肌间隙 13.乳突 二、填空题 1.运动系统包括（），（）和（）三部分。 2. 成人全身骨共有（）块。按其所在部位分为（），（）和( ）。 3. 根据骨的外形，可将骨分为（），（），（）和（）四类。 4.骨的构造主要由（），（），（），血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（），（）的（）三部分。 6.骨髓位于（）的（）间隙内。可分为有（）功能的（） 和失去（）功能的（）两种。 7. 躯干骨包括24块（），1块（），1块（），1块（），和12对（）。 8. 脊柱是借7块（），12块（），5块（），1块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同12个（），12对（），1个（）和它们之间的骨连结共同构成。 10.每块椎骨由位于前方的（）和后方的（）结合而成，它们共同围成（）。 11.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲，其中（）曲和（）曲凸向前，而（）曲和（）曲凸向后。 12.脊柱有很大的运动性，可做（），（），（），（）和（）运动。 13.脊柱有（），（）和（）功能。 14.胸骨自上而下分为（），（）和（）三部分。 15.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16.关节面覆盖有（），它和关节囊的（）共同围成关节腔。 17. 连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18.不成对的脑颅骨包括（），（），（）和（）四块。 19.成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 20.上肢带骨是（）和（）。自由上肢骨包括（），（），（），（），（）和（）。 21.下肢带骨即（）。自由下肢骨包括（），（），（），（），（），（）和（）。 22.骨盆由2块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 24.肘关节是由（）下端，（）上端和（）上端构成的复关节，它包括三个关节，即（），（）和（）。 25.髋关节由（）和（）构成。 26.膝关节由（），（）和（）构成。 27. 桡腕关节是由桡骨下端、尺骨下端的（）和（），（），（）共同构成。 28. 鼻腔外侧壁有三个骨片，自上而下为（），（）和（）。 29.腹前外侧群肌，由浅入深依次为（），（）和（）。 30.咀嚼肌包括（），（），（）和（）。能使（）关节产生运动。 31.表情肌主要有（），（），（）和（）等。 32.腹股沟管位于（）内侧半的上方，男性通过（），女性通过（）。