人体负重行走时终止步态的生物力学研究

发布时间：2017-09-07 04:26

  本文关键词：人体负重行走时终止步态的生物力学研究

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【摘要】：日常生活中,人体正常行走包括以下四个最基本的过程：起动、自然行走、转弯、终止。终止步态有其可变性和不可预见性,增加了身体应变外界环境的难度,尤其是负重后将增加身体惯性,增加终止步态的控制难度,产生跌倒的风险。为了降低人体终止步态可能出现的潜在足底压力损伤和跌倒的风险,提高应对这些风险的能力,本文就人体负重情况下进行足底压强峰值和足底压力中心轨迹等参数的研究。本文利用测力板系统进行足底压强的测量,利用三维测力台系统进行足底压力中心的测量。研究的步态的终止方式包括计划终止与无计划终止两种。所采用的负重方式为单肩负重、单手负重、双肩负重、双手负重,这些负重方式是日常生活中较为常见的。所采用的负重质量(即每位受试者分别背负相当于自身体重不同百分比的质量)确定为：男性受试者为体重的5%,10%,15%和20%；女性受试者为体重的5%,10%,15%。通过不同负重方式、不同负重质量、不同终止方式下的足底压强与足底压力中心的研究,分析性别差异性,找出最适用于人体的负重方式和合适的负重范围；比较不同终止方式、终止步态与自然行走之间的区别。通过实验分析,制动腿足后跟压强峰值不具有性别差异性；行走稳定性具有一定的性别差异性,男性较女性更稳定。步态终止方式(计划终止与无计划终止)对制动腿足后跟压强峰值没有显著影响；步态终止方式对前后方向的稳定性有显著影响,计划终止方式更稳定。尾随腿大脚趾压强峰值和尾随腿压力中心前后方向位移在人体稳定性分析上得出了一致的结果,负重方式的优劣依次为：双肩、单肩、双手、单手。男性单肩、单手、双手负重方式下进行无计划终止,负重质量应小于体重的15%,双肩负重方式下,负重质量应小于体重的20%。女性单手、双手负重进行无计划终止时,负重质量应小于体重的10%,单肩、双肩负重方式下,负重质量应小于体重的15%。本研究对于频繁从事负重行走的人,在负重方式和负重重量方面提供了参考建议,也为相关鞋具、假肢、下肢康复机器人等设计提供了一定的理论基础。
【关键词】：负重行走 终止步态 峰值压强 压力中心
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.01
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-16
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 步态生物力学的研究现状及发展趋势9-12
• 1.3 步态生物力学分析的应用12-14
• 1.3.1 大众健康12-13
• 1.3.2 体育科学13
• 1.3.3 康复医疗13-14
• 1.3.4 仿人机器人14
• 1.4 课题主要研究内容14-15
• 1.5 技术路线15-16
• 2 终止步态的概述16-24
• 2.1 终止步态的概念及其力学特征16-17
• 2.2 与终止步态相关的步态生物力学参数17-19
• 2.2.1 足底压强17
• 2.2.2 人体重心17-18
• 2.2.3 压力中心(COP)18
• 2.2.4 压力中心轨迹位移18-19
• 2.3 终止步态稳定性判断19-20
• 2.3.1 稳定区域19-20
• 2.3.2 稳定性判断20
• 2.4 影响足底压强分布的因素20-22
• 2.5 影响行走稳定性的因素22-24
• 3 人体负重行走时终止步态的足-地压强峰值研究24-41
• 3.1 人体负重行走时终止步态的足-地压强峰值测试24-30
• 3.1.1 实验目的24
• 3.1.2 实验对象24
• 3.1.3 实验设备24-27
• 3.1.4 研究方法27-30
• 3.2 结果分析30-41
• 3.2.1 制动腿足后跟足-地压强峰值大小分析30-32
• 3.2.2 制动腿足后跟足-地压强峰值位置分析32-35
• 3.2.3 人体负重行走终止步态尾随腿大脚趾足-地压强峰值及稳定性分析35-37
• 3.2.4 人体不同终止方式下制动腿足-地压强峰值差异性分析37-38
• 3.2.5 男女制动腿足后跟垂直方向足-地压强峰值差异性分析38-39
• 3.2.6 男女制动腿足后跟垂直方向足-地压强峰值位置差异性分析39-41
• 4 人体负重行走时终止步态的压力中心轨迹研究41-59
• 4.1 人体负重行走时终止步态的压力中心轨迹测试41-47
• 4.1.1 实验目的41
• 4.1.2 实验对象41
• 4.1.3 实验设备41-45
• 4.1.4 研究方法45-47
• 4.2 结果分析47-59
• 4.2.1 制动腿足底压力中心的位移分析47-51
• 4.2.2 尾随腿足底压力中心的位移分析51-54
• 4.2.3 人体不负重状态下不同终止方式的差异性分析54-55
• 4.2.4 男女制动腿足底压力中心的位移差异性分析55-57
• 4.2.5 男女尾随腿足底压力中心的位移差异性分析57-59
• 5 结论59-60
• 6 展望60-61
• 7 参考文献61-67
• 8 致谢67

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3 王s，

本文编号：807407