针对跑步过程中膝关节的生物力学研究

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为了研究跑步时延对膝关节生物力学的影响,采用凯恩办法和半物理模拟办法,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时延下的跑步过程进行了实验研究,分析了跑步时延对膝关节运动的定量影响,建立了以时延为自变量的膝关节层厚的数学模型。本实验的结果表明,在脚跟与地面接触的瞬间,随着时延的增加,小腿向前伸展的幅度增大,小腿与大腿更接近同总是线,在步态周期的上端阶段,大腿向后伸展,刚刚小腿和大腿接近共线。此时,后交叉韧带的伸展最大,时延越慢,共线越明显。小腿相对于大腿的最大关节层厚出現在后期,最大关节角随着时延的增加而增大。随着运行时延的增加,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]. 东南大人学 报(英文版), 2017.