Программа позы при выполнении физического упражнения.
Программа позы представляет собой описание того, как во время спортивного движения должны изменяться углы в суставах. Для описания программы позы используют модель тела спортсмена, в которой все звенья тела представляют собой твердые тела, соединенные в биокинематические цепи (рис. 8).
Рис. 8 Упрощенная модель тела человека, применяемая в процессе определения позы
Биокинематические цепи имеют соответствующую нумерацию: правая нога — номер 1, левая — 2, правая рука — 3, левая рука — 4 и позвоночник с головой — 5 (на рис. они обозначены римскими цифрами).
Каждый сустав биокинематической цепи также имеет свою нумерацию: тазобедренные и плечевые суставы — 1, коленные и локтевые — 2, голеностопные и лучезапястные — 3, суставы пальцев — 4.
В процессе определения состояния такой биокинематической цепи, как позвоночник, мы будем использовать некоторые упрощения. Так, позвоночник будет состоять из 4 суставов, первый из которых будет соответствовать области поясничного отдела, второй — сочленению поясничного отдела с грудным, третий — области сочленения грудного с шейным, а четвертый — атланто-затылочному сочленению.
Индексная запись позы.
В процессе определения позы спортсмена будет использована индексная запись, в соответствии с которой любой суставной угол обозначается буквой с тремя индексами. Например, abc, ilk, i11 и т.д.
Первый индекс, записанный внизу справа, обозначает номер биокинематической цепи, второй — номер сустава в этой цепи, а третий — тип суставного движения. Например, 121 обозначает, что имеется в виду угол, образованный в коленном суставе правой ноги при выполнении суставного движения типа 1, а 322 — угол в локтевом суставе правой руки при выполнении суставного движения типа 2.
При определении позы мы будем рассматривать три типа суставных движений: циркумдукции (1), сгибательно-разгибательные (сгибания-разгибания, приведения-отведения и различные промежуточные движения) (2) и ротации (3). Каждое упомянутое суставное движение может выполняться в суставе независимо.
Количество возможных суставных движений, допустимых для того или иного сустава, называется количеством степеней свободы. Некоторые суставы обладают тремя степенями свободы (имеются в виду суставные движения заметной амплитуды), например, тазобедренные, плечевые, суставы позвоночника. У других степеней свободы меньше, в частности, у локтевых суставов имеется две степени свободы, а у суставов пальцев — только одна.
Рис. 9. Суставные движения, рассматриваемые в процессе определения позы спортсмена
В процессе описания некоторых стандартных поз тела спортсмена могут быть использованы как цифровые, так и буквенные индексы. Последние делятся на три категории. Индексы могут быть фиксирующими, скользящими и специального назначения.
Матричная запись позы.
Матрица позы представляет собой прямоугольную таблицу, строки которой соответствуют биокинематическим цепям тела спортсмена. В каждой строке слева направо следует перечисление значений углов во всех суставах цепи в соответствии с их нумерацией в возрастающем порядке. В соответствии с используемой моделью тела человека, в матрице имеется пять строк, каждая из которых имеет по четыре позиции (рис. 10). Первая строка сверху относится к суставам правой ноги, вторая — левой ноги, третья — правой руки, четвертая — левой руки и пятая — позвоночника.
СТОЛБЦЫ —
Номера суставов
1 2 3 4
11 12 13 14 t 1 (правая нога)
СТРОКИ — 21 22 23 24 2 (левая нога)
номера ikl= 31 32 33 34 3 (правая рука)
цепей 41 42 43 44 4 (левая рука)
51 52 53 54 2 5 (позвоночник)
Рис. 10. Матричная форма записи позы человека
При записи матриц позы следует обозначать моменты времени, к которым они относятся (справа-вверху), и тип суставного движения, к которому относится матрица, например:
10 0 0 0 0.5
10 0 0 0
2ik3 = 30 10 0 0 (1.15)
-30 10 0 0
0 0 0 0 3
Приведенное выражение описывает позу, приобретенную в результате суставных движений типа 3 (ротационных движений) в тазобедренных, плечевых и локтевых суставах в момент времени t = 0,5 c.