模拟不同重力水平下多种步态中下肢关节运动特征研究

模拟不同重力水平下多种步态中下肢关节运动特征研究

论文摘要

为探索低重力环境对人体行走和跑步时下肢关节运动特性的影响,搭建了一种悬吊式低重力模拟装置,采用惯性运动捕捉系统,对9名男性受试者在常规重力(1g)、模拟火星重力(1/3g)和模拟月球重力(l/6g)条件下的平地行走(速度4 km/h)、平地慢跑(速度7 km/h)和坡地行走(速度3.6 km/h、坡度15°)进行运动测量,得到了不同重力水平下平地与坡地行走和跑步时髋、膝与踝关节的关节活动范围等运动学数据。结果表明,下肢各关节在矢状面上的屈曲/伸展活动范围远大于冠状面的内收/外展和横截面上的内旋/外旋活动。模拟低重力条件下,髋关节和膝关节在各个平面上的活动范围均明显减小,踝关节活动角度无显著变化规律。通过分析一个步态周期内各关节在矢状面上的角度变化发现,低重力条件下,步态运动的支撑时相变短,摆动时相变长,步态更加缓慢,且倾向于采用一种行走-蹦跳的步态策略。基于以上实验结果,梳理出了满足平地与坡地多种步态需求的下肢关节活动范围,并对星际航天服下肢关节配置进行了初步讨论。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 实验方法
  •   2.1 测试样本
  •   2.2 测试设备
  •   2.3 测试流程
  •   2.4 数据处理
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 关节活动范围
  •     3.1.1 平地行走
  •     3.1.2 平地慢跑
  •     3.1.3 坡地行走
  •   3.2 矢状面关节角度变化
  •     3.2.1 平地行走
  •     3.2.2 平地慢跑
  •     3.2.3 坡地行走
  •     3.2.4 重力水平
  •   3.3 航天服下肢关节配置
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 罗诗瑶,杨洪瑞,尚坤

    关键词: 航天服,模拟低重力,多种步态,下肢关节,运动学

    来源: 载人航天 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 中国航天员科研训练中心人因工程国防重点实验室

    基金: 载人航天预先研究项目(020301)

    分类号: V416.5;V445.3

    DOI: 10.16329/j.cnki.zrht.2019.03.006

    页码: 316-323

    总页数: 8

    文件大小: 1684K

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