新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (11): 2844-2851.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.11.032
杨钰瑶1(), 苏比努尔・卡哈1, 窦荣乾1, 殷文彬1, 孟军1,2(), 曾亚琦1,2, 王建文1,2, 郭亚亚1, 杨开锋1, 姚新奎1,2
收稿日期:
2022-01-11
出版日期:
2022-11-20
发布日期:
2022-12-28
通信作者:
孟军
作者简介:
杨钰瑶(1996-),女,四川巴中人,硕士研究生,研究方向为动物生产学,(E-mail)1079826618@qq.com
基金资助:
YANG Yuyao1(), Subinuer Kahaer1, DOU Rongqian1, YIN Wenbin1, MENG Jun1,2(), ZENG Yaqi1,2, WANG Jianwen1,2, GUO Yaya1, YANG Kaifeng1, YAO Xinkui1,2
Received:
2022-01-11
Online:
2022-11-20
Published:
2022-12-28
Correspondence author:
MENG Jun
Supported by:
摘要:
【目的】测定障碍马80 cm高度越障性能,研究其静态肢体角度和4个阶段步态特征之间的相关性,筛选出与越障性能相关的肢体角度指标,为障碍马体型结构研究提供理论依据。【方法】使用高速摄像机拍摄20匹障碍马静态肢体角度和越障时步态特征。并借助Kinovea视频分析软件提取马匹静态肢体角度和四个时期步态特征数据,分析肢体角度和步态特征的关联性。【结果】在起跳阶段时,头俯仰角和后位后蹄支撑相关系数为0.495*,即呈显著正相关(P<0.05),与起跳位置呈显著负相关(P<0.05)。在悬空阶段时,后球关节和前位后蹄摆动相相关系数为0.564**,即呈极显著正相关(P<0.01)。头俯仰角和跳跃距离呈显著负相关(P<0.05)。在着陆阶段时,后飞节和前肢双支撑相呈显著正相关(P<0.05)。后球关节和前肢双支撑相相关系数为0.568*,即呈极显著正相关(P<0.01)。在缓冲阶段,前球关节和步频呈显著正相关(P<0.05)。股骨倾角和后位前蹄摆动相呈显著正相关(P<0.05)。膝关节和腾空期步幅呈显著正相关(P<0.05)。头俯仰角和前位前蹄摆动相相关系数为0.570**,即呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】在80 cm越障过程中,障碍马头俯仰角变异系数为14.59%对起跳阶段,悬空阶段、缓冲阶段有显著影响。髋骨倾角变异系数为20.22%对起跳阶段和着陆阶段有显著影响。后球关节角变异系数为3.83%对悬空阶段和着陆阶段有显著影响。头俯仰角、髋骨倾角、后球关节角等关节角度可作为重要的障碍马体型结构指标,用于评估马匹的越障性能。
中图分类号:
杨钰瑶, 苏比努尔・卡哈, 窦荣乾, 殷文彬, 孟军, 曾亚琦, 王建文, 郭亚亚, 杨开锋, 姚新奎. 80 cm高度障碍马肢体角度与越障步态特征关联性分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(11): 2844-2851.
YANG Yuyao, Subinuer Kahaer, DOU Rongqian, YIN Wenbin, MENG Jun, ZENG Yaqi, WANG Jianwen, GUO Yaya, YANG Kaifeng, YAO Xinkui. Correlation Analysis of Limb Angle and Jumping Gait Characteristics in 80 cm Height of Jumping Horses[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(11): 2844-2851.
肢体角度 Limb angle | 平均值 Average | 标准差 Standard Deviation | 最小值 Minimum | 最大值 Maximum | 变异系数 Coefficient of Variation |
---|---|---|---|---|---|
头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 61.20 | 8.93 | 43.00 | 80.00 | 14.59 |
颈础角 Neck-ground Angle(°) | 36.95 | 8.45 | 24.00 | 51.00 | 22.85 |
前球关节 Metacarpu-phalanx angle(°) | 210.30 | 8.08 | 200.00 | 227.00 | 3.84 |
髋骨倾角 Coxae-ground angle(°) | 31.95 | 6.46 | 23.00 | 44.00 | 20.22 |
股骨倾角 Femur-ground angle(°) | 54.05 | 8.23 | 40.00 | 69.00 | 15.23 |
膝关节 Femur-tibia angle(°) | 125.95 | 9.81 | 111.00 | 141.00 | 7.79 |
后飞节 Hock joint angle(°) | 155.70 | 5.46 | 142.00 | 167.00 | 3.51 |
后球关节 Metatarsal-phalanx angle(°) | 205.70 | 7.89 | 193.00 | 216.00 | 3.83 |
表1 马匹肢体角度参数描述性统计量
Table 1 Descriptive statistics of horse limb Angle parameters
肢体角度 Limb angle | 平均值 Average | 标准差 Standard Deviation | 最小值 Minimum | 最大值 Maximum | 变异系数 Coefficient of Variation |
---|---|---|---|---|---|
头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 61.20 | 8.93 | 43.00 | 80.00 | 14.59 |
颈础角 Neck-ground Angle(°) | 36.95 | 8.45 | 24.00 | 51.00 | 22.85 |
前球关节 Metacarpu-phalanx angle(°) | 210.30 | 8.08 | 200.00 | 227.00 | 3.84 |
髋骨倾角 Coxae-ground angle(°) | 31.95 | 6.46 | 23.00 | 44.00 | 20.22 |
股骨倾角 Femur-ground angle(°) | 54.05 | 8.23 | 40.00 | 69.00 | 15.23 |
膝关节 Femur-tibia angle(°) | 125.95 | 9.81 | 111.00 | 141.00 | 7.79 |
后飞节 Hock joint angle(°) | 155.70 | 5.46 | 142.00 | 167.00 | 3.51 |
后球关节 Metatarsal-phalanx angle(°) | 205.70 | 7.89 | 193.00 | 216.00 | 3.83 |
越障阶段 Obstacle crossing phase | 步态 Gait | 平均值 Average | 标准差 Standard Deviation | 最小值 Minimum | 最大值 Maximum | 变异系数 Coefficient of Variation |
---|---|---|---|---|---|---|
起跳阶段 Take-off | 后位后蹄支撑相ST TH(s) | 0.25 | 0.04 | 0.21 | 0.36 | 14.58% |
前位后蹄支撑相ST LH(s) | 0.23 | 0.03 | 0.19 | 0.33 | 13.73 | |
后肢双支撑相O TH-LH(s) | 0.19 | 0.03 | 0.14 | 0.27 | 14.57 | |
后肢间隔期AP TH-LH(s) | 0.06 | 0.02 | 0.02 | 0.11 | 40.70 | |
后肢步幅H SL(cm) | 22.86 | 10.38 | 6.50 | 47.58 | 45.41 | |
起跳位置TO P(cm) | 126.87 | 29.04 | 66.84 | 177.20 | 22.89 | |
起跳角度TO A(°) | 26.77 | 3.99 | 22.67 | 38.00 | 14.90 | |
悬空阶段 Suspension | 后位后蹄摆动相SW TH(s) | 0.54 | 0.04 | 0.48 | 0.65 | 7.95 |
前位后蹄摆动相SW LH(s) | 0.50 | 0.03 | 0.45 | 0.57 | 6.62 | |
悬空期SD(s) | 0.35 | 0.03 | 0.30 | 0.39 | 8.21 | |
跳跃距离JD(cm) | 304.85 | 36.29 | 234.36 | 368.61 | 11.90 | |
着陆阶段 Land | 后位前蹄支撑相ST TF(s) | 0.20 | 0.01 | 0.17 | 0.22 | 5.99 |
前位前蹄支撑相ST LF(s) | 0.23 | 0.02 | 0.19 | 0.28 | 8.04 | |
前肢双支撑相O TF-LF(s) | 0.14 | 0.02 | 0.11 | 0.18 | 13.48 | |
前肢间隔期AP LH-TF(s) | 0.06 | 0.01 | 0.04 | 0.08 | 19.01 | |
前肢步幅F SL(cm) | 56.47 | 11.11 | 24.12 | 71.45 | 19.67 | |
着陆位置LP(cm) | 160.27 | 26.42 | 94.32 | 199.27 | 16.48 | |
着陆角度LA(°) | 26.37 | 2.94 | 20.33 | 33.00 | 11.16 | |
缓冲阶段 Buffer period | 后位前蹄摆动相SW TF(s) | 0.22 | 0.02 | 0.18 | 0.26 | 9.34 |
前位前蹄摆动相SW LF(s) | 0.25 | 0.02 | 0.22 | 0.32 | 9.26 | |
腾空期AD(s) | 0.06 | 0.02 | 0.04 | 0.09 | 28.20 | |
腾空期步幅AD SL(cm) | 26.22 | 9.39 | 9.45 | 40.03 | 35.83 | |
步频SF(步/s) | 1.44 | 0.11 | 1.20 | 1.77 | 7.88 |
表2 马匹步态参数描述性统计量
Table 2 Descriptive statistics of horse limb Angle parameters
越障阶段 Obstacle crossing phase | 步态 Gait | 平均值 Average | 标准差 Standard Deviation | 最小值 Minimum | 最大值 Maximum | 变异系数 Coefficient of Variation |
---|---|---|---|---|---|---|
起跳阶段 Take-off | 后位后蹄支撑相ST TH(s) | 0.25 | 0.04 | 0.21 | 0.36 | 14.58% |
前位后蹄支撑相ST LH(s) | 0.23 | 0.03 | 0.19 | 0.33 | 13.73 | |
后肢双支撑相O TH-LH(s) | 0.19 | 0.03 | 0.14 | 0.27 | 14.57 | |
后肢间隔期AP TH-LH(s) | 0.06 | 0.02 | 0.02 | 0.11 | 40.70 | |
后肢步幅H SL(cm) | 22.86 | 10.38 | 6.50 | 47.58 | 45.41 | |
起跳位置TO P(cm) | 126.87 | 29.04 | 66.84 | 177.20 | 22.89 | |
起跳角度TO A(°) | 26.77 | 3.99 | 22.67 | 38.00 | 14.90 | |
悬空阶段 Suspension | 后位后蹄摆动相SW TH(s) | 0.54 | 0.04 | 0.48 | 0.65 | 7.95 |
前位后蹄摆动相SW LH(s) | 0.50 | 0.03 | 0.45 | 0.57 | 6.62 | |
悬空期SD(s) | 0.35 | 0.03 | 0.30 | 0.39 | 8.21 | |
跳跃距离JD(cm) | 304.85 | 36.29 | 234.36 | 368.61 | 11.90 | |
着陆阶段 Land | 后位前蹄支撑相ST TF(s) | 0.20 | 0.01 | 0.17 | 0.22 | 5.99 |
前位前蹄支撑相ST LF(s) | 0.23 | 0.02 | 0.19 | 0.28 | 8.04 | |
前肢双支撑相O TF-LF(s) | 0.14 | 0.02 | 0.11 | 0.18 | 13.48 | |
前肢间隔期AP LH-TF(s) | 0.06 | 0.01 | 0.04 | 0.08 | 19.01 | |
前肢步幅F SL(cm) | 56.47 | 11.11 | 24.12 | 71.45 | 19.67 | |
着陆位置LP(cm) | 160.27 | 26.42 | 94.32 | 199.27 | 16.48 | |
着陆角度LA(°) | 26.37 | 2.94 | 20.33 | 33.00 | 11.16 | |
缓冲阶段 Buffer period | 后位前蹄摆动相SW TF(s) | 0.22 | 0.02 | 0.18 | 0.26 | 9.34 |
前位前蹄摆动相SW LF(s) | 0.25 | 0.02 | 0.22 | 0.32 | 9.26 | |
腾空期AD(s) | 0.06 | 0.02 | 0.04 | 0.09 | 28.20 | |
腾空期步幅AD SL(cm) | 26.22 | 9.39 | 9.45 | 40.03 | 35.83 | |
步频SF(步/s) | 1.44 | 0.11 | 1.20 | 1.77 | 7.88 |
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位后蹄支撑相 Stance trailing hindlimb(s) | 0.495* | -0.254 | -0.261 | -0.494* | 0.103 | 0.304 | 0.257 | 0.147 |
前位后蹄支撑相 Stance leading hindlimb(s) | 0.343 | -0.158 | -0.065 | -0.191 | -0.023 | 0.111 | 0.245 | 0.214 |
后肢双支撑相 Overlap trailing hindlimb- leading hindlimb(s) | 0.413 | -0.036 | -0.055 | -0.190 | -0.106 | 0.106 | 0.085 | 0.131 |
后肢间隔期 Advanced placement trailing hindlimb-leading(s) | 0.269 | -0.351 | -0.346 | -0.547* | 0.276 | 0.345 | 0.270 | 0.058 |
后肢步幅 Hind stride length(cm) | 0.106 | -0.203 | -0.440 | -0.470* | 0.236 | 0.195 | 0.217 | -0.114 |
起跳位置 Take off point(cm) | -0.478* | 0.056 | 0.434 | 0.348 | -0.013 | -0.064 | -0.287 | 0.101 |
起跳角度 Take off angle(°) | 0.279 | -0.084 | 0.019 | -0.244 | -0.127 | -0.016 | 0.179 | 0.188 |
表3 马匹肢体角度与起跳阶段步态特征相关性
Table 3 Correlation analysis of limb Angle and gait characteristics in take-off stage
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位后蹄支撑相 Stance trailing hindlimb(s) | 0.495* | -0.254 | -0.261 | -0.494* | 0.103 | 0.304 | 0.257 | 0.147 |
前位后蹄支撑相 Stance leading hindlimb(s) | 0.343 | -0.158 | -0.065 | -0.191 | -0.023 | 0.111 | 0.245 | 0.214 |
后肢双支撑相 Overlap trailing hindlimb- leading hindlimb(s) | 0.413 | -0.036 | -0.055 | -0.190 | -0.106 | 0.106 | 0.085 | 0.131 |
后肢间隔期 Advanced placement trailing hindlimb-leading(s) | 0.269 | -0.351 | -0.346 | -0.547* | 0.276 | 0.345 | 0.270 | 0.058 |
后肢步幅 Hind stride length(cm) | 0.106 | -0.203 | -0.440 | -0.470* | 0.236 | 0.195 | 0.217 | -0.114 |
起跳位置 Take off point(cm) | -0.478* | 0.056 | 0.434 | 0.348 | -0.013 | -0.064 | -0.287 | 0.101 |
起跳角度 Take off angle(°) | 0.279 | -0.084 | 0.019 | -0.244 | -0.127 | -0.016 | 0.179 | 0.188 |
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位后蹄摆动相 Swing trailing hindlimb(s) | 0.206 | -0.251 | 0.216 | -0.138 | -0.253 | -0.247 | 0.164 | -0.006 |
前位后蹄摆动相 Swing leading hindlimb(s) | -0.367 | 0.133 | 0.146 | 0.267 | -0.035 | -0.110 | -0.129 | 0.564** |
悬空期 Suspended duration(s) | 0.294 | -0.296 | 0.073 | -0.131 | 0.135 | 0.279 | -0.361 | -0.352 |
跳跃距离 Jump distance(cm) | -0.512* | 0.113 | 0.376 | 0.349 | -0.153 | -0.228 | -0.044 | 0.370 |
表4 马匹肢体角度与悬空阶段步态特征相关性
Table 4 Correlation analysis of limb Angle and gait characteristics of horse in suspension stage
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位后蹄摆动相 Swing trailing hindlimb(s) | 0.206 | -0.251 | 0.216 | -0.138 | -0.253 | -0.247 | 0.164 | -0.006 |
前位后蹄摆动相 Swing leading hindlimb(s) | -0.367 | 0.133 | 0.146 | 0.267 | -0.035 | -0.110 | -0.129 | 0.564** |
悬空期 Suspended duration(s) | 0.294 | -0.296 | 0.073 | -0.131 | 0.135 | 0.279 | -0.361 | -0.352 |
跳跃距离 Jump distance(cm) | -0.512* | 0.113 | 0.376 | 0.349 | -0.153 | -0.228 | -0.044 | 0.370 |
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位前蹄支撑相 Swing trailing forelimb(s) | 0.205 | -0.119 | -0.037 | -0.488* | -0.087 | 0.265 | 0.099 | 0.167 |
前位前蹄支撑相 Swing leading forelimb(s) | 0.403 | -0.130 | -0.096 | -0.362 | -0.034 | 0.157 | 0.276 | 0.319 |
前肢双支撑相 Overlap trailing forelimb- leading forelimb(s) | 0.229 | 0.017 | -0.072 | -0.266 | -0.177 | -0.038 | 0.450* | 0.568** |
前肢间隔期 Advanced placement trailing forelimb-leading forelimb(s) | -0.115 | -0.161 | 0.060 | -0.067 | 0.203 | 0.307 | -0.592** | -0.721** |
前肢步幅 Fore stride length(cm) | -0.113 | -0.270 | 0.202 | 0.131 | 0.350 | 0.332 | -0.466* | -0.386 |
着陆位置 Land point(cm) | -0.141 | 0.021 | -0.022 | 0.059 | -0.207 | -0.234 | 0.258 | 0.337 |
着陆角度 Land angle(°) | -0.318 | -0.039 | 0.018 | -0.249 | -0.087 | -0.144 | 0.430 | 0.433 |
表5 马匹肢体角度与着陆阶段步态特征相关性
Table 5 Correlation analysis between limb Angle and gait characteristics in landing stage
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位前蹄支撑相 Swing trailing forelimb(s) | 0.205 | -0.119 | -0.037 | -0.488* | -0.087 | 0.265 | 0.099 | 0.167 |
前位前蹄支撑相 Swing leading forelimb(s) | 0.403 | -0.130 | -0.096 | -0.362 | -0.034 | 0.157 | 0.276 | 0.319 |
前肢双支撑相 Overlap trailing forelimb- leading forelimb(s) | 0.229 | 0.017 | -0.072 | -0.266 | -0.177 | -0.038 | 0.450* | 0.568** |
前肢间隔期 Advanced placement trailing forelimb-leading forelimb(s) | -0.115 | -0.161 | 0.060 | -0.067 | 0.203 | 0.307 | -0.592** | -0.721** |
前肢步幅 Fore stride length(cm) | -0.113 | -0.270 | 0.202 | 0.131 | 0.350 | 0.332 | -0.466* | -0.386 |
着陆位置 Land point(cm) | -0.141 | 0.021 | -0.022 | 0.059 | -0.207 | -0.234 | 0.258 | 0.337 |
着陆角度 Land angle(°) | -0.318 | -0.039 | 0.018 | -0.249 | -0.087 | -0.144 | 0.430 | 0.433 |
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
后位前蹄摆动相 Swing trailing forelimb(s) | 0.203 | -0.263 | 0.136 | 0.087 | 0.480* | 0.208 | -0.184 | -0.217 |
前位前蹄摆动相 Swing leading forelimb(s) | 0.570** | -0.381 | -0.118 | -0.144 | 0.113 | 0.107 | 0.165 | -0.156 |
腾空期 Aerial duration(s) | -0.279 | -0.251 | 0.191 | -0.265 | 0.323 | 0.337 | -0.132 | -0.044 |
腾空期步幅 Aerial duration stride length(cm) | -0.051 | -0.532* | 0.300 | -0.109 | 0.376 | 0.513* | -0.203 | -0.102 |
步频 Stride frequency(步/s) | -0.296 | -0.082 | 0.524* | 0.211 | 0.094 | -0.077 | 0.037 | 0.213 |
表6 马匹肢体角度与缓冲阶段步态特征相关性
Table 6 Correlation analysis between limb Angle and gait characteristics in buffering stage
80 cm | 头俯仰角 Hand pitching angle(°) | 颈础角 Neck- ground Angle(°) | 前球关节 Metacarpu- phalanx angle(°) | 髋骨倾角 Coxae- ground angle(°) | 股骨倾角 Femur- ground angle(°) | 膝关节 Femur- tibia angle(°) | 后飞节 Hock joint angle(°) | 后球关节 Metatarsal- phalanx angle(°) |
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后位前蹄摆动相 Swing trailing forelimb(s) | 0.203 | -0.263 | 0.136 | 0.087 | 0.480* | 0.208 | -0.184 | -0.217 |
前位前蹄摆动相 Swing leading forelimb(s) | 0.570** | -0.381 | -0.118 | -0.144 | 0.113 | 0.107 | 0.165 | -0.156 |
腾空期 Aerial duration(s) | -0.279 | -0.251 | 0.191 | -0.265 | 0.323 | 0.337 | -0.132 | -0.044 |
腾空期步幅 Aerial duration stride length(cm) | -0.051 | -0.532* | 0.300 | -0.109 | 0.376 | 0.513* | -0.203 | -0.102 |
步频 Stride frequency(步/s) | -0.296 | -0.082 | 0.524* | 0.211 | 0.094 | -0.077 | 0.037 | 0.213 |
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