人体运动链的分类与特征：动力学视角下的成果

任何物体的机械运动都是在一定的空间和时间中进行的，人体和器械的运动也不例外。物体的运动在空间和时间等方面所表现出的差异特征称运动学特征，如物体运动的轨迹、路程、位移、角度、角位移等所描述的即空间特征。物体运动的先后次序、延续时间等特点即时间特征。运动学特征还包括速度、加速度、角速度和角加速度这一类派生的时空特性。人体运动的运动学任务就是通过这些时空参数，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、位置等。人体各环节通过关节相连，在运动中组成一定的链条，根据不同运动形式，可以分为不同的生物运动链形式。

运动链是由环节连接的一系列刚体所组成的机械系统的数学模型，是由若干构件通过运动副连接形成的系统，可分为闭链和开链两种形式（表2-2）。闭链运动实际上是人体张拉整体结构中各个节点（即关节）的压应力和拉应力加强，使结构具有刚性。开链运动实际上是人体张拉整体结构中全部或者部分节点（即关节）的压应力及拉应力减弱，使结构具有柔性或可变形性。

表2-2 人体运动链开链运动与闭链运动特征综合比较^[14]

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运动副是指两个构件（运动单元）直接接触并能产生相对运动的活动连接。根据保持运动副两构件上运动副元素互相接触的方式，可分为力封闭和形封闭。力封闭是通过对物体的受力分析，根据物体满足静力平衡条件来判断其接触构形的合理性。形封闭是通过物体运动自由度的分析，依据物体是否满足运动自由度为零来判断其接触构形的合理性。对于人体而言，肌肉内及肌肉间的运动也符合力封闭形式要求，骨骼间的运动是在关节处符合形封闭形式要求的运动副。形封闭运动副与弹性成分的串联可以提高传动效率，关节是由关节头（面、窝）表面的关节软骨以及生长在骨胳上的韧带进行连接的。在完整的人体运动动作中，需要两种运动副形式依次或同时达到要求才能很好地实现一次运动动作。完整人体运动链则需要各运动环节依次运动，相互稳定，朝运动末端（通常是手或足）方向，沿肌肉链顺序交替出现运动，并在此过程中实现力量的保持和增加。当人体各运动环节协调有序地产生兴奋，才能使肢体远端在最佳位置，以最佳速度，在最佳时机完成动作。

人体运动是运动链的多关节运动，牵一处而动全身，所有的动作都是通过人体环节之间相互作用来完成的。在完成动作时，人体可以沿一条运动链（或身体的一部分）产生的能量或力量连续地传导到下一条链。这种链式系统工作过程是由地面开始，通过腿的发力、躯干转动、上臂的抬高、前臂伸展（上臂内旋和前臂旋内）、手的弯曲来实现的。

张拉整体结构的人体在完成各种竞技动作时，单纯的开链运动或闭链运动形式很少见，更多的是混链运动形式，即开链与闭链的交替工作形式，也是张拉结构的应力重新分布变形过程。而在开链与闭链交替工作的时候，肌肉的工作状态和性质会发生改变，即在稳定性与动力性之间发生转换，也就是在肌紧张与肌张力之间出现张力结构的重新分配，进而影响运动链的工作状态。从人的动作中可以看出，人体的动作经常是不只一条肌肉链在工作，因此，在沿肌肉链工作时，转链可能会引起运动变形或“弱链接”现象的出现，而运动链工作形式的改变则可能导致代偿现象发生，甚至引发运动损伤。单个平面上的肌肉运动会隔离某个关节或某些部位的肌肉。单关节练习会使高强度练习成为可能，并且神经会在短期就产生适应性，在初期可获得力量与肌肉肥大。多关节练习要产生高强度练习比较困难，神经适应时间延长，同时也延长了肌肉肥大和力量的获得。因此，可以在康复过程中的某些阶段上进行单个平面动作训练，但是康复训练从一开始就要强调功能姿势、运动模式和肌肉活化次序。只有这样才能恢复肌肉正常的生理机能，进而恢复正常的、符合生物力学原则的身体运动模式。