针对跑步过程中膝关节的生物力学研究

candysmile

为了研究跑步速度对膝关节生物力学的影响，采用凯恩方法和半物理模拟方法，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速度下的跑步过程进行了实验研究，分析了跑步速度对膝关节运动的定量影响，建立了以速度为自变量的膝关节角度的数学模型。本实验的结果表明，在脚跟与地面接触的瞬间，随着速度的增加，小腿向前伸展的幅度增大，小腿与大腿更接近同一直线，在步态周期的中间阶段，大腿向后伸展，然后小腿和大腿接近共线。此时，后交叉韧带的伸展最大，速度越慢，共线越明显。小腿相对于大腿的最大关节角度出现在后期，最大关节角随着速度的增加而增大。随着运行速度的增加，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]. 东南大学学报(英文版), 2017.