Степени свободы в суставах таблица

Сегодня предлагаем к обсуждению тему: "степени свободы в суставах таблица". Мы постарались полностью раскрыть тему и преподнести ее в удобном виде. Вы можете задать ваши вопросы после прочтения статьи в комментариях.

Опорно-двигательный аппарат (ОДА) является весьма сложной системой, отвечающей за возможность перемещения тела человека в пространстве. Конструктивно она разделяется на две части – активную (мышцы, связки, сухожилия) и пассивную (кости и суставы).

Интересно! Скелет человека – своеобразный каркас, опора для всех остальных систем организма. У взрослого человека он состоит из 200 костей, соединения которых могут быть как неподвижные, так и подвижные. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav

Подвижное соединение костей обеспечивают суставы, которых насчитывается 360. По большей части они находятся в позвоночнике, где их количество достигает 147 штук; они обеспечивают сочленение позвонков между собой и с рёбрами.

Основное предназначение суставного соединения, кроме обеспечения подвижности костей, – амортизация, смягчение сотрясений и перегрузок, которые испытывает наш скелет.

[2]

Все сочленения нашего организма разделяются на следующие основные типы:

  • синовиальные (подвижные);
  • фиброзные (ограничено подвижные);
  • волокнистые (неподвижные). Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav1

Обеспечивают максимально подвижное соединение между отдельными костями. Представляют собой самые сложные конструкции и состоят из нескольких основных частей. К синовиальным относятся суставные поверхности коленей, плеч, локтей, пальцев и т.д. Их анатомия, в зависимости от типа, выглядит следующим образом:

  1. Эпифиз кости. Расширенная часть трубчатой кости (бедро, голень, плечо, предплечье), служащая основанием для хрящевой ткани.
  2. Гиалиновый хрящ. Покрывает эпифиз и имеет упругую, плотную консистенцию. Толщина гиалиновых хрящей, в зависимости от того, где они расположены, составляет 1 – 5 мм.
  3. Суставная капсула. Окружает хрящи, создавая вокруг них герметичную оболочку – так называемую суставную сумку, заполненную синовиальной жидкостью.
  4. Синовиальная оболочка. Образует внутреннюю поверхность суставной капсулы. Главная её функция – повышение уровня подвижности и амортизации сочленения костей, а также биологическая защита суставной полости от проникновения патогенных микроорганизмов.
  5. Синовиальная жидкость. Заполняет полость суставной сумки, представляет собой вязкую, прозрачную или слегка мутную массу. Играет роль смазки, предотвращающей трение хрящевых поверхностей друг об друга при движении.
  6. Связки. Прочная ткань, которая подвижно соединяет между собой соседние кости, одновременно регулируя амплитуду их движения. Располагаются снаружи и внутри суставной капсулы. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav2

В данном случае отдельные кости скреплены друг с другом с помощью хрящевой ткани. В результате соединение получается хоть и малоподвижным, но более прочным.

По-латыни «фибра» означает волокно, от чего и получил своё название этот тип соединения. Фиброзным способом сочленяются грудина, рёбра, межпозвонковые диски, а также кости таза и некоторые кости черепа.

В данном случае кости соединяются между собой настолько жёстко, что практически составляют монолитную поверхность. При этом соединительная хрящевая ткань отвердевает так сильно, что теряет всякую эластичность. Подобным образом сочленяются крупные кости свода черепа (лобная, теменная, височная).

Синовиальные суставы человеческого скелета делятся на несколько типов. По причине большого количества различных суставных сочленений, для их дифференциации в биологии разработана «таблица суставов». В современной анатомии человека сочленения классифицируются по нескольким признакам:

  1. По количеству поверхностей.
  2. По форме поверхностей.
  3. По степеням свободы при движении.

Соединение костей может иметь несколько поверхностей суставного сочленения, в зависимости от чего они разделяются на следующие типы.

Простые сочленения имеют всего две подвижные суставных поверхности, между которыми нет дополнительных включений. Пример подобных соединений – фаланги пальцев, плечевые или тазобедренные суставы. Так, простое соединение образуют суставная впадина лопатки и головка плечевой кости.

Такое соединение имеет больше двух суставных поверхностей. К такому типу относится локтевой сустав, который устроен более сложно, по сравнению с тем же плечевым. Также они могут иметь дополнительные включения – хрящевые или костные. Подобные конструкции носят названия комплексных и комбинированных суставов. Схема их строения отличается от простых тем, что в их конструкцию могут входить какие-либо дополнительные компоненты:

  1. Комплексные – содержат в своей структуре внутрисуставный хрящевой элемент (мениск, или хрящевой диск). Он разделяет сустав изнутри на две изолированные части. Пример комплексного сочленения –коленный сустав, в котором мениск делит внутрисуставную полость на две половины.

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav1

  1. Комбинированные – являются комбинацией нескольких изолированных друг от друга суставов, которые, несмотря на это, работают как единый механизм. Пример – височно-нижнечелюстной сустав, отвечающий за подвижность нижней челюсти. При этом, благодаря сложному механизму соединения, обеспечивается её подвижность сразу в нескольких направлениях: вверх-вниз, вперёд-назад, вправо-влево.

Характер движения (степени свободы) суставов человека

Сочленения отдельных костей могут обеспечивать им различную подвижность относительно друг друга. По степени подвижности они подразделяются на:

Обеспечивают движение соединяемых костей только по одной оси (только вперёд-назад или вверх-вниз).

Движение в них происходит в двух перпендикулярных плоскостях (например, в вертикальном и горизонтальном, либо в продольном и поперечном).

Читайте так же:  Дистрофическое изменения коленного сустава

Подобное соединение костей, благодаря конструктивным особенностям, даёт им возможность движения по нескольким осям. Многоосные сочленения могут быть трёхосными и четырёхосными.

Имеют плоские суставные поверхности, что позволяет смежным костям совершать весьма ограниченные скользящие или вращательные движения. Как правило, они обеспечивают сочленение коротких костей или костей, требующих особо прочного соединения.

В зависимости от своей формы, все суставы разделены на несколько групп. Каждая из них имеет свои особенности – в частности, их форма определяет характер движения соединяемых костей. Поэтому все группы суставов связаны со степенью их подвижности.

Одноосные сочленения разделяются по форме суставных поверхностей на такие виды:

Суставные поверхности в данном случае расположены продольно, причём одна из них имеет вид оси, а другая – вид цилиндра с продольно срезанным основанием. Классический пример цилиндрического суставного соединения – срединный атлантоосевой, расположенный в шейных позвонках. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav3

Блоковидные соединения по своей форме напоминают цилиндрические, но суставные поверхности в них расположены не продольно, а поперечно. Для ограничения смещений костей в бок, они могут иметь специальные гребни и углубления, препятствующие свободе движения. К ним относятся соединения фаланг пальцев человека или локтевые сочленения копытных животных.

По своей сути является разновидностью блоковидного сочленения. Рисунок винтообразной конструкции предполагает наличие на поверхностях эпифиза одной кости своеобразных борозд, входящих в соответствующие желоба на эпифизе второй кости. Благодаря этому, обеспечивается возможность движения по спирали, откуда и происходит второе наименование суставов такого типа – спиралевидные.

Двухосные соединения обеспечиваются следующими формами суставных конструкций.

Соединяемая поверхность одной из костей имеет форму выпуклого, а другой – вогнутого эллипса. В скелете человека к эллипсовидным относятся атлантозатылочный сустав и сустав, соединяющий бедренную и большеберцовую кости.

Поверхность одной кости имеет форму сферы, а другой – вогнутую поверхность, в которой данная сфера и размещается. Мыщелковое сочленение обеспечивает подвижность костей в двух плоскостях: сгибание-разгибание и поворот вправо-влево. Этим мыщелковое соединение похоже на шаровидное. Но, в отличие от него, не позволяет совершать активные вращательные движения вокруг вертикальной оси. Пример – пястно-фаланговые и коленный сустав. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav4

Обе седловидно сочленяющиеся кости имеют на своих концах углубления в виде седла, при этом данные углубления расположены перпендикулярно друг к другу. Такое расположение даёт несколько больше возможностей при движении. Например, подобную конструкцию имеет пястно-запястный сустав большого пальца человека и приматов, что позволяет «противопоставлять» его остальным пальцам кистей рук.

Возможность подобного противопоставления, с точки зрения биологов, и стала одной из главных причин превращения обезьяны в человека. Наличие седловидного сустава позволило использовать нашим предкам руки в качестве активного хватательного механизма для удержания различных инструментов. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav5

Многоосное сочленение осуществляется при помощи суставов следующей формы:

В этом случае одна из костей имеет на своём окончании головку в виде шара, а противоположная кость – впадину. В результате движение возможно в любом направлении, что делает шаровидные суставы наиболее свободными в человеческом организме.

Другое их название – ореховидные, из-за схожести форм сферической головки с грецким орехом. Классический пример шаровидного соединения – плечевой сустав между лопаткой и плечевой костью. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav6

Является одной из частных форм шаровидного соединения. Подобным образом сочленяется наиболее крупный сустав человека – тазобедренный. При этом сферическая головка помещается в особую «чашу» – вертлюжную впадину. Такое соединение даёт возможность человеку осуществлять движение бедром в четырёх направлениях:

  • по фронтальной оси – сгибание-разгибание (при приседании, подъёме ноги к животу);
  • по сагиттальной оси – отведение ноги в сторону и возвращение её в исходное положение;
  • по вертикальной оси – некоторое смещение бедра относительно таза при вытягивании ноги;
  • круговое вращение бедра;

Обращённые друг к другу поверхности обоих костей в этом случае имеют плоскую или близкую к ней форму. Более точное определение – не «плоскость», а «поверхность сферы большого сечения». Подобные суставы дают возможность костям совершать движения по всем трём осям; однако, вследствие особенностей их конструкции, все эти движения крайне ограничены по амплитуде. По большей части они играют вспомогательную, буферную роль. Пример подобной структуры – межпозвонковые сочленения, суставы стопы и кисти. Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fartritu.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F05%2Frelivi16_02-03-2017-11-57_sustav7

Они же – «тугие суставы». Особая разновидность соединения, возможна при любой форме поверхности. Отличительной её особенностью является наличие короткой и туго натянутой капсулы, которая окружена со всех сторон крепкими, практически не растягивающимися связками.

Суставные поверхности обоих смыкающихся костей очень плотно прижимаются друг к другу. Подобная особенность конструкции значительно ограничивает их способность к смещению относительно друг друга. Амфиартрозом, к примеру, является крестцово-подвздошный сустав. Предназначение таких жёстких конструкций – амортизация толчков и ударов, испытываемых костями.

Итак, мы рассмотрели, что такое сустав человека, сколько их в нашем теле, какие бывают виды и характеристики каждого сочленения, а также где они находятся.

Читайте так же:  Синовит левого коленного сустава лечить

Как известно, тело, ничем не ограниченное в движениях, называется свободным, так как может двигаться в любом направлении. Отсюда, каждое свободное твердое тело имеет шесть степеней свободы движения. Оно обладает возможностью производить следующие перемещения: три перемещения поступательного характера, соответственно трем основным системам координат, и три вращательных движения вокруг этих трех координатных осей.

Наложение связей (закрепление) уменьшает количество степеней свободы. Так, если тело в одной своей точке закреплено, оно не может производить перемещение вдоль координатных осей, его движения ограничиваются лишь вращением вокруг этих осей, т.е. тело имеет три степени свободы. В том случае, когда закрепленными являются две точки, тело обладает только одной степенью свободы, оно может лишь вращаться вокруг линии (оси), проходящей через обе эти точки. И наконец, при трех закрепленных точках, не лежащих на одной линии, количество степеней свободы равно нулю, и никаких движений тела быть не может. У человека пассивный аппарат движения составляют части его тела, называемые звеньями. Все они соединены между собой, поэтому теряют возможность к трем видам движений вдоль координатных осей. У них остаются только возможности вращения вокруг этих осей. Таким образом, максимальное количество степеней свободы, которым может обладать одно звено тела по отношению к другому звену, смежному с ним, равняется трем.

Это относится к наиболее подвижным суставам человеческого тела, имеющим шаровидную форму.

Последовательно или разветвленные соединения частей тела (звеньев) образуют кинематические цепи.

У человека различают:

  • открытые кинематические цепи, имеющие свободный подвижный конец, закрепленный лишь на одном своем конце (например, рука по отношению к туловищу);
  • замкнутые кинематические цепи, закрепленные на обоих концах (например, позвонок — ребро — грудина — ребро — позвонок).

В открытых кинематических цепях человеческого тела подвижность исчисляется десятками степеней свободы. Например, подвижность запястья относительно лопатки и подвижность предплюсны относительно таза насчитывает по семь степеней свободы, а кончики пальцев кисти относительно грудной клетки — 16 степеней свободы. Если суммировать все степени свободы конечностей и головы относительно туловища, то это выразится числом 105, слагающимся из следующих позиций:

  • — голова — 3 степени свободы;
  • — руки — 14 степеней свободы;
  • — ноги — 12 степеней свободы;
  • — кисти и стопы — 76 степеней свободы.

Для сравнения укажем, что преобладающее большинство машин обладает всего одной степенью свободы движений.

В шаровидных суставах возможны вращения около трех взаимно перпендикулярных осей. Общее же количество осей, около которых возможны в этих суставах вращения, до бесконечности велико. Следовательно, относительно шаровидных суставов можно сказать, что сочленяющиеся в них звенья из возможных шести степеней свободы движений имеют три степени свободы и три степени связанности.

Меньшей подвижностью обладают суставы с двумя степенями свободы движений и четырьмя степенями связанности. К ним относятся суставы яйцевидной или эллипсовидной и седловиной форм, т.е. двухосные. В них возможны движения вокруг этих двух осей.

Одну степень свободы подвижности и вместе с этим пять степеней связанности имеют звенья тела в тех суставах, которые обладают одной осью вращения, т.е. имеют две закрепленные точки.

В преобладающей части суставов тела человека две или три степени свободы. При нескольких степенях свободы движений (двух или более) возможно бесчисленное множество траекторий. Соединения костей черепа имеют шесть степеней связанности и являются неподвижными. Соединение костей при помощи хрящей и связок (синхондрозы и синдесмозы) могут иметь в некоторых случаях значительную подвижность, которая зависит от эластичности и от размеров хрящевых или соединительнотканных образований, находящихся между данными костями.

Примеры: плече-локтевой сустав – одна степень свободы;

лучезапястный сустав – две степени свободы;

тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение – три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).

*Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости.

Усталость свидетельствует о том, что мышцы совершают работу, хотя перемещения нет и работа равна нулю. Такую работу называют статической работой мышц.

Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы – эргометрами.

Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F – сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.

Тогда A = Fтр l = Fтр 2 r – за один оборот,

A = n Fтр 2 r – за n оборотов – средняя мощность.

Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.

Читайте так же:  Как зафиксировать компресс на плечевом суставе

11. Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сопротивления и сообщение крови кинетической энергии.Рассчитаем работу, совершаемую при однократном сокращении левого желудочка.Vу – ударный объем крови в виде цилиндра. Можно считать, что сердце поставляет этот объем по аорте сечением S на расстояние I при среднем давлении р. Совершаемая при этом работа равна:A1 = FI = pSI = pVy.На сообщение кинетической энергии этому объему крови затрачена работа:

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fkonspekta.net%2Fstudopediaorg%2Fbaza14%2F3632065007914.files%2Fimage002


где р – плотность крови;

υ – скорость крови в аорте.

Таким образом, работа левого желудочка сердца при сокращении равна:

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fkonspekta.net%2Fstudopediaorg%2Fbaza14%2F3632065007914.files%2Fimage003

Так как работа правого желудочка принимается равной 0,2 от работы левого, то работа всего сердца при однократном сокращении равна:

12. Центрифугирование — разделение неоднородных систем на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей,

Используют центрифуги фильтрующие и отстойные. В фильтрующих центрифугах разделяют суспензии. Стенки фильтрующих центрифуг имеют отверстия, а на их внутренней стороне укладывается фильтровальная перегородка. Эта перегородка пропускает фильтрат, который движется под действием центробежной силы, задерживая осадок. Отстойныецентрифуги имеют сплошные стенки, и разделение суспензий и эмульсий происходит по принципу отстаивания, но под действием центробежной силы. Фаза с большей плотностью располагается ближе к стенкам ротора, а фаза меньшей плотности (фугат) располагается ближе к оси.

studopedia.org – Студопедия.Орг – 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) . Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fstudopedia.org%2Fkartinki%2Fup

Заполните эту форму, и мы с вами свяжемся

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Finstagram2

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Fvk2

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Ffacebook

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Ftelegram

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Fperiscope

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Fyoutube

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Ftwitter

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Flocal%2Ftemplates%2Facademy%2Fimages%2Fvimeo

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fwww.parkouracademy.ru%2Fupload%2Fiblock%2F4d7%2F4d76d38f9475714fe156b10d2a5419f6

Ловим продолжение про суставы. Из прошлой статьи мы поняли, что если суставы есть «значит – это кому-нибудь нужно» (с). Кроме того, чтобы руки, ноги не отваливались от тела, суставы фактически обеспечивают движение (кости и мышцы сами не справляются).

Тело трейсера, как и любое другое, подвержено законам, особенно законам механики. Грубо говоря, у наших суставов есть степени свободы – количество плоскостей, в которых может двигаться сустав. Здесь больше не всегда значит лучше.

Степени свободы определяются количеством осей, вокруг которых могут совершаться движения. А количество осей напрямую зависит от формы костей, образующих сустав (их поверхностей).

От этого и будем отталкиваться:

1) Есть одноосные суставы:

А) Цилиндрический, например, позвонки около головы – вращаются вокруг вертикальной оси тела.

Б) Блоковидный, например фаланги пальцев. Фактически двигается так же как цилиндрический, различие – как происходит движение: поперечно или продольно длине костей (в этом случае продольно).

2) Двухосные суставы:

А) Эллипсовидный сустав, например кисть (лучезапястный сустав). Двигается уже вокруг 2 осей. Поверхности, образующие сустав – похожи на части эллипса, откуда и название.

Б) Мыщелковый сустав, например колено. Является переходной формой между блоковидным и эллипсовидным суставом, т.к. по соприкасающимся поверхностям больше похож на блоковидный, но из-за особенностей имеет 2 степени свободы.

3) Многоосные суставы. Здесь нам интересны Шаровидные суставы (плечо) и чашеобразные суставы (таз). Они имеют 3 степени свободы и образованы выпуклой головкой и вогутой впадиной. Разница между ними двумя в том, насколько глубоко погружена головка. У плеча она не глубоко, у таза – глубже. Поэтому тазобедренные суставы не такие подвижные как плечевые.

Мы опустили несколько видов суставов, которые нам не так интересны (седловидные, плоские и др.)

САМОЕ ГЛАВНОЕ. Зачем Вам это? Большая часть травм происходит из-за неправильной нагрузки на сустав, т.е. действия на него векторов сил, не согласующихся с имеющимися степенями свободы сустава. Колено вы, конечно, можете согнуть вовнутрь, то, к сожалению, всего один раз.

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fxn----8sbgjpqj5bakj7b9c.xn--p1ai%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F09%2Floktevoj-sustav-stepen-svobody

Самые полные ответы на вопросы по теме: “локтевой сустав степень свободы”.

Рассмотренная система костных рычагов первого, второго и третьего рода представляет рабочую систему в механическом значении только при определенных условиях. Одним из этих условий являются открытые и закрытые кинематические цепи и степени свободы. В замкнутой системе кинематической цепи оба конца какой-либо части тела закреплены (ребра, закрепленные передними и задними концами, или нижние конечности при стоянии).

При выполнении движений всегда вовлекаются цепи звеньев двигательного аппарата, которые закреплены на одном конце (рука, прикрепленная одним концом к лопатке) и представляют открытую кинематическую цепь.

Рис. 1. Пять степеней свободы тела, соприкасающегося одной точкой с другим телом

Если сопоставить соединения в суставах с соединениями частей технической машины, то обнаруживаются существенные отличия. У машины движения единообразны и обладают только одной степенью свободы.

Как указывалось выше, движения у человека складываются в кинематические цепи и практически не осуществляются суставом с одной степенью свободы, поэтому двигательный аппарат человека не является рабочей машиной. Он становится ею только тогда, когда благодаря напряжению мышц исключаются и тормозятся движения, при которых как бы дополнительно возникают “запирающие” сустав механизмы. Тонус мышц и его чередование направляют движения в суставах, тем самым “… устраняются все свободы перемещения, за исключением одной”*. Следовательно, за счет перераспределения работы мышц и их тонуса возможно построение многих механизмов с различным числом степеней свободы.

Читайте так же:  Болевые ощущения в плечевом суставе

* (Ухтомский А. А. Физиология двигательного аппарата. Сб. соч. Т. III Л., 1945, с. 145.)

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fimages2-focus-opensocial.googleusercontent.com%2Fgadgets%2Fproxy%3Furl%3Dhttps%253A%252F%252Fxn----8sbgjpqj5bakj7b9c.xn--p1ai%252Fwp-content%252Fuploads%252F2018%252F09%252Floktevoy-sustav-stepen-svobody-2

Выше говорилось, что для совершения вращательного движения необходима пара сил, которая складывается из сил сокращающейся мышцы и силы давления или сопротивления, возникающего от трения одной кости о суставную поверхность другой. На примере сгибания в локтевом суставе видно (рис. 2), что сила тяги двуглавой мышцы может быть разложена на составляющие: АБ – момент силы и АГ – силу давления костей предплечья на плечевую кость. Сила, распространяющаяся по диагонали АВ, представляет давление, производимое вдоль плечевой кости, которому противодействует сила давления ДЖ, разложенная на ДЕ и ДЗ. Момент силы АБ вместе с силой ДЖ представляет пару сил, выполняющих сгибание в локтевом суставе. Если бы сила давления отсутствовала, а это возможно при отсутствии оси вращения, то вместо сгибания в локтевом суставе произошло бы подтягивание предплечья. Зная условия, при которых изменяется плечо силы тяги мышц, и механические условия проявления мышечной силы, легко понять, каким образом в процессе построения движений происходит потеря или увеличение мышечной силы.

Рис. 2 . Схема действия ‘пары сил’ (по М. Ф. Иваницкому). ав – равнодействующая двуглавой мышцы плеча; дж – противодействие со стороны плечевой кости; аб – ‘полезная’ составляющая двуглавой мышцы плеча; аг – другая составляющая той же мышцы, способствующая давлению предплечья на плечо в локтевом суставе; де – составляющие силы давления плечевой кости на предплечье; ад – плечо пары сил, из которых одна сила аб, а другая – де. Благодаря работе пары сил сокращение двуглавой мышцы плеча способствует сгибанию в локтевом суставе

Краев А.В.,”Анатомия человека”

Число степеней свободы движений соответствует количеству возможных независимых линейных и угловых перемещений тела.

Тело, ничем не ограниченное в движениях (может двигаться в любом направлении), называется свободным. Движение свободного тела воз­можно в трех основных направлениях — вдоль осей координат, а также вокруг этих трех осей; оно имеет 6 степеней свободы движения (рис. 5, а).

Наложение связей уменьшает количество степеней свободы (табл. 1). Если закрепить одну точку тела, то сразу снимается 3 степени сво­боды: тело не сможет двигаться вдоль трех осей координат; у него останутся только возможности вращения вокруг этих осей, т. е. только три степени свободы (см. рис. 5, б). Так соединены кости трехосных (ша­ровидных) с у с т а в о в.

При закреплении двух точек в теле возможно вращение лишь вокруг линии (оси), проходящей через обе точки (см. рис. 5, в). Так соединены кости одно­осных суставов, обеспечивающих одну степень свободы. Если же закреп­лены три точки (не лежащие на одной линии), то движения тела совсем невоз­можны (см. рис. 5, г). Та кое соединение неподвижно и, следовательно, не яв­ляется суставом.

Как известно, двуосные суставы (эллип­совидный — лучезапястный, седловидный — первый запястно-пястный) обеспечивают вторую степень свободы благодаря неполному взаимно­му соответствию своих суставных поверхностей (неконгруэнтность). По этой же причине, если рука в локтевом суставе согнута, возможны приведение и отведение локтевой кости в плечелоктевом сочленении (например, при поворотах отвертки, штопора, ключа вокруг оси, проходящей вдоль второй пястной кости. в преобладающей части суставов тела человека 2 или 3 степени свободы. При нескольких степенях свободы движений (двух и более) возможно бесчисленное множество траекто­рий. Значит, в движениях в неодноосных суставах отсутствует определенность, задаваемаяспо­собом соединения. Тем более это характерно для цепей с несколькими неодноосными суставами.

Множество возможностей движений в суста­вах кинематической пары более чем с одной степенью свободы в отли­чие от технической пары требует для выполнения каж­дого определенного движения: а) выбор необ­ходимой траектории, б) управления движением по траектории (направлением и величиной скорости) и в) регуляции движения, понимаемой как борьба с помехами, сбивающими с траектории (см. гл. IV).

Геометрия движений

Число основных осей сустава соответствует количеству степеней свободы движений одного звена относительно другого. Плоскость движения перпендикулярна оси вращения и характеризует на­правление перемещения звена. Размах движений — это угловое перемещение звена из одного крайнего положения в другое.

В суставном движении различают ось, плоскость и размах. Все пары звеньев связаны в суставах неразрывно, как в шарнирах, поэтому они могут двигаться в основном только вокруг осей (не считая незначительного скольжения). Однако не существует суставов совер­шенно правильной геометрической формы. А если бы даже такие и были, то при сдавливании гиалиновых суставных хрящей форма су­ставных поверхностей нарушалась бы. Следовательно, геометрические оси вращения не постоянны и правильнее говорить о мгновенных осях вращения. В связи с этим количество осей в суставе означает в биоме­ханическом смысле только количество степеней свободы движения, а не постоянных геометрических осей вращения.

Продольные оси звеньев чаще всего не строго перпендикулярны геометрическим осям вращения. Поэтому различные точки звеньев движутся в плоскостях, параллельных друг другу, а сама продольная ось звена описывает поверхности, близкие к коническим. Таким обра­зом, плоскость движения в суставе характеризует, в какой плоскости движутся точки звена. Она перпендикулярна геометрической оси вра­щения и не обязательно совпадает с плоскостью движения продольной оси самого звена.

[1]

Размахом движений измеряется подвижностьв каждом отдельном суставе1. Наибольший размах бывает в пассивных движениях; с уве­личением внешней нагрузки (вес отягощения, силы инерции) растя­гиваются мягкие ткани-ограничители. Размах же в активном движении меньше, чем в пассивном, так как там мышцы имеют предел силы, в то время как величина внешних сил не ограничена. К тому же сила собственных мышц пары звеньев при­ложена невыгодно при крайних положениях звеньев в суставе.

Читайте так же:  Что надо делать при нарушении плечевого сустава

Подвижностью соседних звеньев в соединениях каждой пары обус­ловлена гибкость всей кинематической цепи в целом. Гибкость цепи (например, позвоночника) измеряется общим размахом движения концевого звена относительно другого конца цепи.

Общий размах движения в целомбываетменьше суммы размахов изолированных дви­жений в суставах, так как вследствие пассивной недостаточ­ности многосуставных мышц возникают дополнительные связи.

ЗВЕНЬЯ КАК РЫЧАГИ

Скелет, составленный из подвижно соединенных костей, представ­ляет собой твердую основу биокинематических цепей. Звенья цепей с приложенными к ним силами (мышечной тяги и др.) в биомеханике рассматриваются как система составных рычагов.

3.1. Виды рычагов в теле человека

[3]

Рычаг — твердое тело, которое может под действием приложен­ных сил вращаться вокруг опоры (оси) в двух противоположных направлениях, а также сохранять свое положение.

Как простейший механизм, рычаг служит для передачи движения и си­лы на расстояние.

Каждый рычаг имеет точку опоры — ось рычага (О на рис. 6), точки (А, В) приложения двух взаимно противодействующих сил (G и Q). Чтобы опреде­лить расстояние до ме­ста приложения сил от оси рычага, измеряют плечи рычага (О А и 0В). Чтобы определить расстояния до направления дей­ствия сил от оси рычага, измеряют плечи сил <а.и k — перпендикуляры, опущен­ные из точки О на линии дей­ствия сил, т. е. их направле­ния).

Рычаги бывают о д н о п л еч и е (с точкой опоры на конце рычага — см. рис. 6,а)и двуплечие(с точкой опоры между кон­цами рычага — см. рис. 6, б). Принципиальной разницы в отношении работы сил между ними нет: поворачивая плечо двуплечего рычага вокруг точки О из положения do в di, затем da, можно перейти к ры­чагу одноплечему (см. рис.6, б). У нового, одноплечего, рычага иная форма, но те же свойства, что и у прежнего, двуплечего, рычага.

Звенья тела человека имеют в своей основе костные рычаги. Двуплечие рычаги используются, например, при сохранении положения стоя, а одноплечие — в быстрых движениях конечностей. Одно и то же звено для разных мышц может быть то одноплечим, то двуплечим рыча­гом.

Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 853;

Изображение - Степени свободы в суставах таблица proxy?url=https%3A%2F%2Fxn----8sbgjpqj5bakj7b9c.xn--p1ai%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2F917554_b

Позвольте представиться. Меня зовут Василий. Я уже более 8 лет работаю массажистом и костоправом. Я считаю, что являюсь профессионалом в своей области и хочу помочь всем посетителям сайта решать свои задачи. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести в доступном виде всю требуемую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ консультация с вашим специалистом.

Источники


  1. Ковалев, Ю. Н. Болезнь Рейтера / Ю. Н. Ковалев, В. А. Молочков, М. С. Петрова. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 224 c.

  2. Родионова, О. Н. Артрит. Лучшие методы восстановления и профилактики / О. Н. Родионова. – М. : Вектор, 2013. – 160 c.

  3. Применение аппарата внешней фиксации при патологии позвоночника / В. И. Шевцов и др. – М. : Медицина, 2013. – 112 c.
Изображение - Степени свободы в суставах таблица 345598734869493202
Автор статьи: Василий Чирков

Добрый день! Меня зовут Василий, чуть менее 11 лет работаю терапевтом в муниципальной клинике. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать сложные задачи. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны для того чтобы донести в удобном виде всю нужную информацию. Однако чтобы применить все, описанное на сайте, всегда необходима обязательная консультация с профессионалами.

Обо мнеОбратная связь
Оцените статью:
Оценка 4.9 проголосовавших: 7

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here