人體髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)模型研究.pdf

1、髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)模型的建立是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)人體建模中最重要的任務(wù)之一，從人體肌肉力學(xué)模型的創(chuàng)建到髖關(guān)節(jié)周圍肌肉的簡化到最后髖關(guān)節(jié)力學(xué)模型的建立，都存在著很多不同意見。本課題主要任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)簡單的肌肉模型，最大程度簡化髖關(guān)節(jié)周圍肌肉，合理的建立并測試模型。在下肢力學(xué)模型的研究中，髖關(guān)節(jié)力學(xué)模型的研究相對(duì)膝關(guān)節(jié)力學(xué)模型的研究較少，前人的髖關(guān)節(jié)模型主要建立在生理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，模型中的參數(shù)沒有較為明確的力學(xué)意義，參數(shù)的確定均與生理實(shí)驗(yàn)相關(guān)，這為以后

2、的研究帶來很大的困難。建立一個(gè)較為合理的人體髖關(guān)節(jié)力學(xué)模型可以為后續(xù)的研究提供一定的參考和方便。 本文分為四個(gè)部分：首先，綜述人體生物力學(xué)模型研究的發(fā)展現(xiàn)狀。然后，在對(duì)前人研究的肌肉張力-速度模型和肌肉張力-長度模型加以總結(jié)，提出一個(gè)力學(xué)含義相對(duì)明確的肌肉張力-長度-速度模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)髖關(guān)節(jié)周圍的肌肉進(jìn)行必要簡化并將肌肉張力-長度-速度力學(xué)模型應(yīng)用到簡化后的髖關(guān)節(jié)肌群上。最后，在ADAMS軟件中，對(duì)髖關(guān)節(jié)三個(gè)自由度上的典型動(dòng)

3、作進(jìn)行仿真測試，并驗(yàn)證肌肉張力-長度-速度模型。值得注意的是這三部分是同時(shí)進(jìn)行、相互驗(yàn)證的。 研究結(jié)論：文中提出的髖關(guān)節(jié)力學(xué)模型基本上能夠反映出一般的人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，完成了髖關(guān)節(jié)三個(gè)自由度典型動(dòng)作的仿真測試。對(duì)于Hill方程得到的肌肉力速特性給予重新解釋，所提出肌肉張力-長度-速度模型滿足人體基本生理特性。該模型不但同時(shí)給出了肌肉長度和肌肉速度對(duì)肌肉張力的影響，并有較為理想的力學(xué)表達(dá)形式。對(duì)髖關(guān)節(jié)周圍肌肉的簡化，較為完整地體現(xiàn)了肌