老年人路况凸凹识别能力的检测与分析

为探讨老年人视觉功能与老年人交通事故多发现象的关系、预防老年人交通事故的发生,提出了老年人视觉功能的检查与分析方法,并研究了老年人交通事故多发原因。通过对7名老年人及7名年轻人进行道路凸凹识别能力的测试和评估,分析了老年人在3种不同测试条件下年龄增长对视线控制能力及目标物识别能力产生的影响。结果表明,随着年龄的增长,眼球对视线控制能力明显减弱,导致注视点偏下而直接影响到对凸凹物的识别能力,并使老年人在交通环境下对行驶车辆的速度和车距的判断产生偏差,容易导致交通事故的发生。     

人体肘关节复合运动的建模及协调控制

为探讨人体上肢生物力学建模的基础性问题,建立了包括肌肉肌腱动力特性和神经兴奋肌肉收缩动力学方程的肘关节系统生物力学模型,并针对该关节快速屈曲和旋前复合运动过程,采用最优控制方法进行分析计算。计算结果与实验测量结果在肌肉力矩、肌电信号和肌肉活性参数等方面均很好符合;同时利用模型分析了肌肉协调运动模式。结果表明:在复合运动过程中,神经系统会将肌肉结成不同的协同肌群,并控制3组不同的协调肌群按照特定的时序结构去执行运动的加速、制动和姿态控制。     

一体化小腿假肢对线角度优化设计

在一体化小腿假肢设计阶段,必须确定接受腔和腿管之间的正常对线角度。该文以矢状面和额状面2个对线角为设计变量,以异常对线下3个下肢生物力学特性参数与正常对线下相应取值偏差最小为优化目标,建立了优化计算模型。根据步态实验数据和小腿三维动力学模型,采用二次插值法,计算并获得了最优对线角。矢状面有0.32°屈膝角,额状面有2.85°内收角,与实验测量值基本一致。该算法可以用于一体化假肢的数字化设计和传统组件式假肢对线准则的制订。     

一种运动图像标志点识别跟踪方法的研究

提出了一种运动跟踪方法。该方法通过对人体目标图像进行差分消影和遗传恢复 ,能够从自由背景中识别出人体运动图像的标志点 ,可以提高基于普通摄像机的人体运动分析系统对环境的适应性。初步的应用结果表明 ,这种方法对实验环境要求低 ,鲁棒性强 ,识别率高 ,不仅可以用于人体运动分析 ,而且对在其它自由背景下运动目标的自动跟踪也有很大的应用潜力。     

基于步态质量指数和雷达图的患者步态评定方法

为全面进行步态评定,基于步态质量指数和雷达图提出一种人体步态的图形评定方法,并用该方法对10名健康人和10名患者进行步态评定研究.结果表明: 该方法能通过图形面积反映患者步态质量,通过图形形状区分膝屈曲、膝僵直和髋过屈等病症步态.结合步态质量指数的雷达图是一种有效的、量化的、图形化的步态评定方法.     

基于Fitts定律的人体步态对称性评定指标

评价人体步态运动中,为了寻找能全面反映步态对称性特征的参数,该文通过推广Fitts定律提出了在二维极坐标下步长对称性和跨步长执行对称性2种4个指标,并且选用常用的时相对称性指标作为对比指标,对健康受试者和右腿膝关节僵直患者在不同情况下的步态对称性进行了对比实验研究。结果表明,新指标不仅适用于不同路况和运动模式的步态对称性评定,而且比常规的时相对称性指标更能准确反映跨越障碍和单侧关节僵直步态的不对称特征。     

不同路况下正常步态特征研究

为系统研究人体步态随路况的变化 ,利用人体运动分析系统采集了多个健康人在上下坡、上下楼梯、平地等路况下行走时的位移 -时间和地面受力数据 ,并利用人体下肢刚体动力学模型 ,计算了各路况下髋、膝、踝关节所需力矩。分析结果表明 ,各路况下人体步态差异很大 ,各关节所提供的力矩各不相同。支撑期上楼梯时所需膝力矩最大 ,摆动期上楼梯和上坡时所需膝力矩均较大。各种情况下不仅力矩的数值不同 ,而且力矩的模式也有很大差异。这些数值结果为了解人体运动规律 ,分析异常步态以及康复方法提供了依据     

老年人路况凸凹识别能力的检测与分析

为探讨老年人视觉功能与老年人交通事故多发现象的关系并预防老年人交通事故的发生,提出了老年人视觉功能的检查与分析方法,并研究了老年人交通事故多发的原因。通过对7名老年人及7名年轻人进行道路凸凹识别能力的测试和评估,分析了老年人在3种不同测试条件下年龄增长对视线控制能力及目标物识别能力产生的影响。结果表明,随着年龄的增长,眼球对视线控制能力明显减弱,导致注视点偏下而直接影响到对凸凹物的识别能力,并使老年人在交通环境下对行驶车辆的速度和车距的判断产生偏差,容易导致交通事故的发生。     

人体下肢摆动相冗余肌力分析

为探讨人体步态的形成机理,建立了人体下肢摆动相包含髋、膝和踝关节（ＨＫＡ）的肌骨动力学模型,模型中考虑了８ 组下肢主要肌肉。引入约束最优化方法求解冗余肌力分布问题,并通过数值计算说明了关节被动力矩对冗余肌力分布解的影响。在此模型和算法的基础上,探讨摆动过程中各组肌力的变化规律及其在形成正常步态中所起的作用,并从能量角度分析了所有肌肉总能耗与摆动相周期的关系,结果表明该步态存在一个与之相对应的最低能耗摆动相周期,即存在一最佳步速     

人体跖趾关节弯曲对行走步态特征的影响

该文就正常情况和跖趾关节运动受到约束时的自然步态特征从实验的角度进行了研究 ,这对于康复训练、假肢设计以及拟人机器人的控制规划均有十分重要的意义。结果表明 :在跖趾关节运动受到约束后 ,人体其它关节角位移峰 -峰值和角速度峰 -峰值均有明显变化。为实现由于跖趾关节受到约束后的协调行走 ,人体其它关节会有相应的补偿运动。由实验可知 ,运动补偿主要发生在踝关节和膝关节 ,同时上躯干也加入到补偿之中。由于多关节协调运动补偿 ,人体在跖趾关节运动受到约束后 ,其自然行走步态的平均步速和步长可达到正常情况的 94 .8%和 95 .5 %。