Biomechanics and Motor Control of Human Movement pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Winter, David A.

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2004-9

价格:$ 152.55

装帧:HRD

isbn号码:9780471449898

丛书系列:

图书标签:

Biomechanics
Motor Control
Human Movement
Kinesiology
Neuromechanics
Musculoskeletal
Rehabilitation
Sports Science
Exercise Physiology
Movement Analysis

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具体描述

This is a thorough update of the classic book on human movement in biomechanics. "Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Third Edition" is the thoroughly updated and retitled version of the widely used Biomechanics of Human Movement. Integrating a common set of data and analyses with reliable material on biomechanical techniques, this up to date edition examines techniques used to measure and analyze all body movements as mechanical systems, including such everyday movements as walking. This highly informative and accessible Third Edition treats each limb of the body as a separate segment connected at hinge joints. Actuators replace muscles, and torque motors replace the net effect of all muscles. Descriptions of movements are given as well as examinations of the cause of the movement at kinetic and electromyographic levels. "Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Third Edition" features: new material on 3D kinematics and kinetics emphasizing motor control; expanded coverage on image measurement systems; new information on 3D center of mass estimates; models of the kinetics of balance control; the latest research findings on fundamental relationships; and, new biophysical models of EMG detection, as well as standards for recording and reporting. Complete with basic physics principles presented in capsule form for quick reference, "Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Third Edition" is an essential resource for students and researchers.

探寻人类运动的奥秘：生物力学与运动控制的精妙融合一部深刻剖析人体运动复杂性的权威著作本书深入探讨了人类运动的生物力学基础与运动控制机制，旨在为运动科学、康复医学、生物医学工程以及运动训练领域的专业人士和研究人员提供一个全面、深入且极具实践指导意义的知识框架。我们聚焦于如何理解和量化人体在静态和动态活动中的力学原理，以及神经系统如何精确地规划、执行和调节这些复杂的运动序列。第一部分：运动的物理学基础——生物力学的透视本部分将运动现象还原为基本的物理学定律，建立起分析人体运动的定量框架。第1章：运动学的描述与测量我们将从描述运动的基本要素入手，包括位置、速度和加速度。重点在于运动学（Kinematics），即不考虑产生运动的力的描述。我们详细阐述了线运动和角运动的数学模型，特别是旋转的描述，例如欧拉角和四元数在三维空间中如何准确捕捉关节的姿态变化。书中提供了多种现代运动捕捉技术（如光学系统、惯性测量单元IMU）在实际应用中的优缺点及数据处理流程，确保读者能够从实验数据中准确提取运动轨迹信息。第2章：动力学的解析——作用于人体的力本章转向动力学（Kinetics），研究导致或改变运动状态的力与力矩。我们全面分析了作用于人体的外力和内力。外力包括重力、地面反作用力（GRF）的测量及其在步态分析中的关键作用。内力部分，我们将探讨肌肉产生的力矩（Torque）是如何通过刚体动力学方程（牛顿-欧拉方程）与可观测的运动（加速度）联系起来的。对力的分析是理解运动效率和损伤风险的基石。第3章：生物力学建模与分析为了简化复杂的生物系统，我们需要有效的力学模型。本章介绍了如何将人体简化为多连杆系统（Link-Segment Models），并探讨了不同简化程度对分析结果的影响。我们深入讲解了能量方法，包括动能、势能的转换，这对于评估运动的经济性和疲劳积累至关重要。此外，本部分也介绍了有限元分析（FEA）在骨骼、关节和软组织结构强度评估中的初步应用，尽管本书侧重于宏观运动，但对微观结构力学的必要性进行了铺垫。第二部分：运动的神经科学基础——运动控制的精妙调控运动的产生绝非简单的肌肉收缩，而是由高度复杂的神经系统层层规划和反馈调控的结果。本部分致力于揭示“大脑如何指挥肢体”的奥秘。第4章：运动控制的层次结构与理论模型我们从宏观视角审视运动控制系统。详细介绍了运动控制的分层结构：从皮层（规划）到脑干（协调）再到脊髓（反射）。本书重点解析了经典的运动控制理论，如开环控制（Open-Loop Control）与闭环控制（Closed-Loop Control）的适用边界，以及前馈（Feedforward）与反馈（Feedback）机制在维持姿态稳定和执行快速动作中的协同作用。第5章：感觉信息在运动中的作用没有准确的感觉输入，运动控制将无从谈起。本章细致剖析了三大主要感觉系统——视觉、本体感觉（Proprioception）和前庭系统——如何为运动系统提供实时信息。我们探讨了这些感觉通道如何整合（Sensory Integration）来形成对环境和自身状态的统一认知，并讨论了感觉替代策略（Sensory Substitution）在运动学习和康复中的潜力。第6章：肌肉的神经驱动与力量生成本章深入到神经肌肉接头层面，解释了运动单位（Motor Unit）的概念及其发放率（Firing Rate）如何编码所需的力输出。我们探讨了大小原理（Size Principle）在肌肉招募中的应用，并分析了反射活动（如拉伸反射）在维持肌肉张力和稳定关节中的即时作用。对肌电信号（EMG）的采集、处理和运动学意义的解读是本章的技术核心。第三部分：整合与应用——动态系统与运动学习本部分将前两部分的内容融会贯通，探讨复杂、非线性的人体运动系统，并关注运动技能的习得与适应过程。第7章：动态系统理论在运动中的应用抛开传统的机械论视角，本书引入动态系统理论（Dynamic Systems Theory）来理解运动的自组织特性。我们探讨了控制参数（Control Parameters）与序变参数（Order Parameters）的概念，以描述相变（Phase Transitions）现象，例如从步行到跑步的转换。这种理论框架极大地拓宽了我们对协调性（Coordination）的理解，强调了环境约束在塑造运动模式中的决定性作用。第8章：姿态稳定性的生物力学与控制维持平衡是所有运动的基础。本章集中分析静态稳定（Static Stability）和动态稳定（Dynamic Stability）的生物力学指标，如零力矩点（ZMP）的概念。我们研究了人体如何利用踝部、髋部和躯干的协调性来抵御扰动，以及在不同任务需求下（如携带重物、斜坡行走）姿态控制策略的调整机制。第9章：运动学习与适应性运动技能的提高是一个涉及结构变化和参数优化的过程。本章详细阐述了运动学习的阶段（认知、关联、自主阶段），以及练习设计对学习效果的影响，包括任务特异性、反馈频率和知识表征的构建。我们讨论了大脑可塑性（Plasticity）在运动记忆巩固中的作用，以及如何利用这些原理来优化训练方案和康复干预。结语本书通过严谨的力学分析和前沿的神经控制理论的结合，构建了一个多尺度的、全面的运动科学视角。它不仅解释了“我们如何运动”，更指导我们如何“更好地运动”和“恢复运动能力”。本书的深度和广度，使其成为该领域不可或缺的参考工具。