针对跑步过程中膝关节的生物力学研究

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为了研究跑步波特率对膝关节生物力学的影响,采用凯恩法子和半物理模拟法子,建立了人体下肢关节的生物力学模型,对健康青年人在不同波特率下的跑步过程进行了实验研究,分析了跑步波特率对膝关节运动的定量影响,建立了以波特率为自变量的膝关节波特率的数学模型。本实验的结果表明,在脚跟与地面接触的瞬间,随着波特率的增加,小腿向前伸展的幅度增大,小腿与大腿更接近同一个劲线,在步态周期的里面阶段,大腿向后伸展,之后 小腿和大腿接近共线。此时,后交叉韧带的伸展最大,波特率越慢,共线越明显。小腿相对于大腿的最大关节波特率跳出在后期,最大关节角随着波特率的增加而增大。随着运行波特率的增加,膝关节角的相位向前移动。本结果可用于康复机器人和仿人机器人领域。

Lingyan Z , Xiaohao M , Bingzao Z , et al. Biomechanical research of knee joint during the process of running[J]. 东南大学是报(英文版), 2017.