Приспособление организма человека и животных к постоянно меняющимся условиям внешней среды осуществляется за счет сложнейших рефлекторных реакций, важное место среди которых занимают двигательные акты. Двигательная деятельность выполняется специальной системой тканей и органов, получивших название двигательного аппарата. Двигательный аппарат позвоночных животных состоит из сочлененных костей скелета и сложной системы поперечно-полосатых мышц, приводящих в движение костные рычаги. С функциональной точки зрения, к двигательному аппарату относятся нейроны, проводящие нервные импульсы к мышечным волокнам.
Тело человека является от природы подвижным и очень гибким, и его нельзя сравнивать с жесткими конструкциями. Строение человеческого тела нами рассматривается как упругая и подвижная модель, использующая основные суставы в качестве подвижных шарниров, имеющих несколько степеней свободы в тех границах, которые доступны данному человеку в пределах его гибкости (рис. 1).
Рис. 1. Подвижная модель человека
При таком подходе, например, плечевой пояс имеет возможность не только вращаться по горизонтали, но и двигаться во фронтальной и вертикальной плоскости. При этом плечи не закреплены жестко относительно друг друга на проходящей через них оси. Такой естественный подход к анатомии человеческого тела породил все последующие решения.
На основе данного двигательного аппарата мы рассмотрим кинематическую модель человека (КМЧ) во взаимодействии с агрессивной средой. Кинематическая модель человека представляет собой (рис. 2):
– систему рычагов с соответствующими приводами;
– рычаги имеют определенную иерархию;
– между рычагами и приводами существует видимая связь:
– система рычагов имеет вполне четкие двигательные границы, степени свободы, характерные особенности и т. д.
Рис. 2. Кинематическая модель человека
При построении движений представляется возможным рассматривать верхние и нижние конечности в функционировании, как отдельных элементов, так и полным компоновочным составом. Выбирая реакцию опоры, мы определяем что:
1. В соответствии с имеющимися в человеческом теле рычагами и точками их вращения представляется возможность создать кинематическую модель человека.
2. Кинематическая модель человека составляют простые и сложные рычаги, соединенные суставными организациями, с различной степенью свободы.
3. В кинематической модели человека выделяются опорные ударные элементы (кисть, локоть, плечо).
4. Имеются основные и вспомогательные суставы. Основные – многофункциональные, участвующие, как в создании собственного основного рабочего движения, так и в передаче опоры. Вспомогательные – однофункциональные, участвующие только в передаче опоры.
Рассматривая кинематическую модель человека, мы отмечаем тот факт, что все суставные организации обладают одним очень важным свойством – вращением. Однако это свойство для каждого отдельного сустава выражено вполне определенной степенью свободы.
Кистевые удары лучезапястного сустава. В механике кистевого удара лежит вращение рычага кисти с центром вращения, проходящим через лучезапястный сустав (рис. 3). В зависимости от разворота рычага кисти, удары могут производиться по круговым траекториям вовнутрь – наружу, а также линейным перемещением кулака или кисти до точки приложения силы. Кистевой удар усиливается вращательным движением предплечья. Преимущество кистевого удара в его непредсказуемости, большой скорости и легкой управляемости. Удар может выполняться с любой точки пространства и легко перенаправляться по траектории движения кисти.