运动康复生物力学教学实验室的设计和建设-南京体育学院

1,运动康复生物力学,教学实验室,设计、建设和实验课,第三部分,2,一、实验教学的重要性,1、运动生物力学是一门实验性很强的学科,2、我院运动生物力学课程的教学,3、运动生物力学实验室在我国还没有脱离科研实验室的模式,3,二、设计思想和技术路线,课程教学要求实验内容：,力量测试、影像解析、生物材料测试和各种力学定理的验证实验。,根据教学实验室的特点，提出了运动康复生物力学教学实验室的建设设想。,1、克服单件套研究实验室的模式，满足整班学生实验教学的需要,2、重点是要学生学会实验的基本方法，掌握基本操作技术,3、仪器折旧率要低，要经磨耐用，能够承受操作不熟练者的反复使用，而且要便于维修,4,实验室建设思路:,一台多机， 多机多用， 测力、解析一体化， 定律演示规模化,1、测力台的研制和改进,与合肥中科院智能研究所合作，开发“一台多机”的教学测力台系统,采用目前比较成熟的局域网技术,每一台客户机都装有数据采集和分析处理系统软件,每一台计算机都可以看作是独立或者与其它客户机同时进行采样和数据处理，,可以满足多组学生同时进行实验的需要,5,2、测力台的安装,在实验室测力台的安装上，我们设计了测力台固 定钢轨，测力台可固定在轨道不同的位置和方向,为实验教学提供了丰富的测试内容空间,横台测试原地静态动作, 纵台测试各种走、跑、跳跃的动态动作, 悬挂在墙壁基座上，测试蹬踹，击打动作，,6,3、测力台的实验操作,（1）正确连接仪器和计算机。,（2）开机，预热20分钟。,（3）根据需要进行效准，清零。,（4）进行测试。,（5）进行数据整理，并分析数据规律。,（6）写出实验报告。,7,4、影像解析仪器的研制,影像解析人体运动数据采集、处理方法是运动生物力学教学实验中一个重要内容。,目前，体育动作研究中使用比较多的有影片解析和录像解析,我们研制了结构简单、操作简便、内容符合实验教学要求的录像解析系统。,8,系统硬件的配置:,整个系统硬件的配置，由实验室六台计算机组成的局网加一台数码摄像机组成，,使两套仪器合为一体，实现“一机多用”，大大降低了建设成本,9,系统软件的研制:,根据人体运动特点把数码摄象机拍摄的运动图象直接 输入计算机，再研制用鼠标确定关节点的屏幕坐标， 实现运动图像数值化的软件和有关计算软件。,运行这个软件可以获得人体运动过程中各关节点、 器械点等所需点的坐标数据,并可进一步计算人体运动过程中的各种参数。,10,5、影像解析仪器的实验操作,a、平面图象拍摄架机高度与人体重心同高， 主光轴与运动平面垂直。b、立体图象拍摄，需要两台以上的摄象机，两机之间的角度以90为宜。,（2）把图象输入计算机，运行解析程序，进行关节点的测量。,（3）进行数据计算和图象处理。,（4）写出实验报告。,（1）拍摄人体动作图象,11,6、力学原理演示实验器材的研制,马克努斯效应仪等。,参照文献资料，与南京体育学院体育器材厂合作，自行研制力学原理演示实验仪器器材,茹可夫转椅，,飞球调速器，,人体一维重心板，,由于成本比较低，有利于形成一定的教学规模，,12,7、力学原理演示实验器材的操作,（1）茹可夫转椅，受试者手持哑铃端坐其上，旋转时改变持铃姿势，观察旋转速度的改变。,(2) 飞球调速器，以不同的速度转动，观察飞球的高度。,（3）人体一维重心板，受试者平躺在两端分别搁在两个磅称的一维重心板上，根据读数计算重心位置。,（4）马克努斯效应仪等：转动仪器上的转轮，推动小车前进，观察小车运动轨迹弯曲情况。,（5）根据实验结果写出实验报告。,13,三、建设成果和发展前景,通过两年多的设计，研制和建设，取得如下成果：,2、坚持了边建设边教学的原则，把最新的建设成果，尽快的应用到实验教学中。为学生毕业论文和九运武术、标枪攻关服务作出了贡献。,14,3、坚持经济、实用的原则，只投入十万元左右的资金，就初步建成了能够满足了教学基本需要的实验室，有效降低了教学成本。,进一步发展的空间和方向：,15,3、面向市场进一步完善自制仪器软、硬件的功能，在标准化、产品化上多下工夫，争取社会效益和经济效益双丰收。,总之，我们有信心抓住机遇，乘势而上，为把该实验室建成全国一流的教学实验室多做贡献。,2、结合康复专业运动康复生物力学教学需要，在步态、平衡、关节力量测试、生物材