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內(nèi)容簡介

　　本書在簡單闡述有關(guān)人體步態(tài)基本理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年來所開展的人體步態(tài)實(shí)驗(yàn)，基于人體步態(tài)分析進(jìn)行了行走穩(wěn)定性研究。全書共分五章，前兩章是對人體步態(tài)相關(guān)基礎(chǔ)理論及研究方法的綜合闡述，包括步態(tài)分析的基本概念、步態(tài)分析參數(shù)、步態(tài)研究方法及常見測量系統(tǒng)等。后三章分別為人體在樓梯及坡道兩種步態(tài)環(huán)境下的穩(wěn)定性與自適應(yīng)平衡、人體行走穩(wěn)定性研究以及不同結(jié)構(gòu)環(huán)境人體行走下肢生物力學(xué)特性研究。其中，對人體在樓梯及坡道兩種步態(tài)環(huán)境下的穩(wěn)定性與自適應(yīng)平衡研究中主要對人體足底壓力和表面肌電進(jìn)行了分析。在人體行走穩(wěn)定性研究中，包括了材料止滑性能試驗(yàn)、彎道行走實(shí)驗(yàn)、負(fù)重行走實(shí)驗(yàn)、不同足部約束狀態(tài)下的行走實(shí)驗(yàn)。在不同環(huán)境人體行走下肢生物力學(xué)特性研究中，主要包括樓梯行走、跨越障礙物以及滑跌狀態(tài)下的下肢生物力學(xué)特性研究。本書可為步態(tài)分析研究提供理論指導(dǎo)。同時(shí)，對雙足機(jī)器人、人工關(guān)節(jié)、助行及康復(fù)輔具等的設(shè)計(jì)研究提供參考。

作者簡介

　　張峻霞，天津科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長，天津市輕工工程學(xué)會理事長，科研方向是人機(jī)工程學(xué)、人體仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。擔(dān)任的科研項(xiàng)目及科研成果如下： 1.國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：基于滑跌事故預(yù)測模型的助行器行走穩(wěn)定性研究（50975204）2.天津市科技支撐項(xiàng)目：智能仿生動力式助行器的研制（14ZCZDSY00010）3.教育部博士點(diǎn)專項(xiàng)基金：結(jié)構(gòu)環(huán)境下步態(tài)失穩(wěn)反應(yīng)機(jī)理及平衡控制策略研究（20131208110005）4.發(fā)明專利：下肢殘障者專用小型保潔車（ZL201410093591.1）、外骨骼式康復(fù)輔助裝置（ZL201510446129.X）、自給式下肢助行器（ZL201110141855.2）

圖書目錄

第1章步態(tài)分析與步態(tài)研究方法概述/1
1.1步態(tài)分析概述/1
1.1.1步態(tài)分析的概念/1
1.1.2步態(tài)分析的發(fā)展歷史/3
1.1.3步態(tài)分析的意義與應(yīng)用/4
1.2步態(tài)分析的基礎(chǔ)/6
1.2.1人體行走機(jī)制/6
1.2.2人體行走穩(wěn)定機(jī)理/10
1.3人體下肢的生理結(jié)構(gòu)/13
1.3.1人體空間坐標(biāo)系/13
1.3.2人體下肢骨骼/14
1.3.3人體下肢肌肉/17
1.3.4足部結(jié)構(gòu)與功能/19
1.3.5人體下肢主要關(guān)節(jié)的運(yùn)動能力/25
1.4步態(tài)分析參數(shù)/26
1.4.1空間參數(shù)/26
1.4.2時(shí)間參數(shù)/27
1.4.3運(yùn)動學(xué)參數(shù)/28
1.4.4動力學(xué)參數(shù)/29
1.4.5肌電活動參數(shù)/30
1.4.6能量代謝參數(shù)/31
第2章步態(tài)分析方法與常見測量系統(tǒng)介紹/32
2.1常用步態(tài)分析方法/32
2.1.1觀察法/32
2.1.2肌電分析法/32
2.1.3多剛體簡化逆動力學(xué)分析法/33
2.1.4影像解析法/33
2.1.5有限元分析法/33
2.2測量系統(tǒng)/33
2.2.1三維步態(tài)分析系統(tǒng)簡介/33
2.2.2Vicon光學(xué)三維動作捕捉系統(tǒng)/36
2.2.3肌電信號概述/39
2.2.4足底壓力分析簡介/42
第3章人體行走特定坡度的坡道與樓梯的自適應(yīng)平衡研究/47
3.1基于足底壓力的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/47
3.1.1實(shí)驗(yàn)變量/47
3.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備/47
3.1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)置/49
3.1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果/54
3.1.5結(jié)果分析/55
步態(tài)分析與行走穩(wěn)定性研究··目錄··3.2基于表面肌電信號的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/58
3.2.1實(shí)驗(yàn)變量/58
3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置/59
3.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果/60
3.2.4結(jié)果分析/63
3.2.5雙足機(jī)器人自適應(yīng)平衡控制方法探究/63
3.3基于表面肌電信號的不同路況下人體行走步態(tài)特征研究/65
3.3.1實(shí)驗(yàn)方案/65
3.3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備/66
3.3.3結(jié)果分析/66
第4章人體行走穩(wěn)定性研究/72
4.1滑跌概率預(yù)測及優(yōu)化模型/72
4.1.1基于人體步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型研究/72
4.1.2基于人體步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型優(yōu)化研究/86
4.2轉(zhuǎn)彎及彎道行走對步態(tài)穩(wěn)定性的影響研究/99
4.2.1轉(zhuǎn)彎行走對步態(tài)穩(wěn)定性的影響/99
4.2.2彎道行走步態(tài)特性研究/120
4.3負(fù)重對人體行走穩(wěn)定性的影響研究——助行器結(jié)構(gòu)質(zhì)量配置對步態(tài)
特性的影響研究/122
4.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)置/122
4.3.2實(shí)驗(yàn)分析/122
4.3.3質(zhì)量配置策略模型/127
4.3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論/130
4.4足部結(jié)構(gòu)對人體行走穩(wěn)定性的影響研究/130
4.4.1實(shí)驗(yàn)變量/130
4.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置/131
4.4.3實(shí)驗(yàn)方案/134
4.4.4實(shí)驗(yàn)對象/135
4.4.5實(shí)驗(yàn)設(shè)備/135
4.4.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析/135
第5章不同結(jié)構(gòu)環(huán)境人體行走下肢生物力學(xué)特性研究/146
5.1樓梯行走下肢生物力學(xué)特性研究/146
5.1.1研究目的/146
5.1.2實(shí)驗(yàn)變量和方法/146
5.1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果/148
5.2滑跌過程中下肢肌肉力學(xué)研究/149
5.2.1實(shí)驗(yàn)方案/149
5.2.2EMG數(shù)據(jù)處理和滑跌判據(jù)/150
5.2.3結(jié)論/151
5.3跨越水平方向障礙物的步態(tài)及應(yīng)用研究/152
5.3.1跨越水平方向障礙物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/152
5.3.2跨越水平方向不同尺寸障礙物下肢生物力學(xué)分析/158
5.3.3跨越水平方向不同尺寸障礙物下肢生物力學(xué)參數(shù)顯著性分析/182
5.3.4應(yīng)用研究/199
5.3.5結(jié)論/202
參考文獻(xiàn)/203
第1章步態(tài)分析與步態(tài)研究方法概述/1
1.1步態(tài)分析概述/1
1.1.1步態(tài)分析的概念/1
1.1.2步態(tài)分析的發(fā)展歷史/3
1.1.3步態(tài)分析的意義與應(yīng)用/4
1.2步態(tài)分析的基礎(chǔ)/6
1.2.1人體行走機(jī)制/6
1.2.2人體行走穩(wěn)定機(jī)理/10
1.3人體下肢的生理結(jié)構(gòu)/13
1.3.1人體空間坐標(biāo)系/13
1.3.2人體下肢骨骼/14
1.3.3人體下肢肌肉/17
1.3.4足部結(jié)構(gòu)與功能/20
1.3.5人體下肢主要關(guān)節(jié)的運(yùn)動能力/25
1.4步態(tài)分析參數(shù)/27
1.4.1空間參數(shù)/27
1.4.2時(shí)間參數(shù)/28
1.4.3運(yùn)動學(xué)參數(shù)/29
1.4.4動力學(xué)參數(shù)/30
1.4.5肌電活動參數(shù)/31
1.4.6能量代謝參數(shù)/31
第2章步態(tài)分析方法與常見測量系統(tǒng)介紹/32
2.1常用步態(tài)分析方法/32
2.1.1觀察法/32
2.1.2肌電分析法/32
2.1.3多剛體簡化逆動力學(xué)分析法/33
2.1.4影像解析法/33
2.1.5有限元分析法/33
2.2測量系統(tǒng)/33
2.2.1三維步態(tài)分析系統(tǒng)簡介/33
2.2.2Vicon光學(xué)三維動作捕捉系統(tǒng)/36
2.2.3肌電信號概述/39
2.2.4足底壓力分析簡介/42
第3章人體行走特定坡度的坡道與樓梯的自適應(yīng)平衡研究/47
3.1基于足底壓力的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/47
3.1.1實(shí)驗(yàn)變量/47
3.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備/47
3.1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)置/49
3.1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果/54
3.1.5結(jié)果分析/55
3.2基于表面肌電信號的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/58
3.2.1實(shí)驗(yàn)變量/58
3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置/59
3.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果/60
3.2.4結(jié)果分析/63
3.2.5雙足機(jī)器人自適應(yīng)平衡控制方法探究/63
3.3基于表面肌電信號的不同路況下人體行走步態(tài)特征研究/65
3.3.1實(shí)驗(yàn)方案/65
3.3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備/66
3.3.3結(jié)果分析/66
第4章人體行走穩(wěn)定性研究/72
4.1滑跌概率預(yù)測及優(yōu)化模型/72
4.1.1基于人體步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型研究/72
4.1.2基于人體步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型優(yōu)化研究/86
4.2轉(zhuǎn)彎及彎道行走對步態(tài)穩(wěn)定性的影響研究/99
4.2.1轉(zhuǎn)彎行走對步態(tài)穩(wěn)定性的影響/99
4.2.2彎道行走步態(tài)特性研究/120
4.3負(fù)重對人體行走穩(wěn)定性的影響研究——助行器結(jié)構(gòu)質(zhì)量配置對步態(tài)特性的影響研究/122
4.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)置/122
4.3.2實(shí)驗(yàn)分析/122
4.3.3質(zhì)量配置策略模型/127
4.3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論/130
4.4足部結(jié)構(gòu)對人體行走穩(wěn)定性的影響研究/130
4.4.1實(shí)驗(yàn)變量/130
4.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置 /131
4.4.3實(shí)驗(yàn)方案/134
4.4.4實(shí)驗(yàn)對象/135
4.4.5實(shí)驗(yàn)設(shè)備/135
4.4.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析/135
第5章不同結(jié)構(gòu)環(huán)境人體行走下肢生物力學(xué)特性研究/146
5.1樓梯行走下肢生物力學(xué)特性研究/146
5.1.1研究目的/146
5.1.2實(shí)驗(yàn)變量和方法/146
5.1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果/148
5.2滑跌過程中下肢肌肉力學(xué)研究/149
5.2.1實(shí)驗(yàn)方案/149
5.2.2EMG數(shù)據(jù)處理和滑跌判據(jù)/150
5.2.3結(jié)論/151
5.3跨越水平方向障礙物的步態(tài)及應(yīng)用研究/152
5.3.1跨越水平方向障礙物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/152
5.3.2跨越水平方向不同尺寸障礙物下肢生物力學(xué)分析/158
5.3.3跨越水平方向不同尺寸障礙物下肢生物力學(xué)參數(shù)顯著性分析/182
5.3.4應(yīng)用研究/199
5.3.5結(jié)論/202
參考文獻(xiàn)/203
第1章步態(tài)分析與步態(tài)研究方法概述/1
1.1步態(tài)分析概述/1
1.1.1步態(tài)分析的概念/1
1.1.3步態(tài)分析意義與應(yīng)用/5
1.2步態(tài)分析的基礎(chǔ)/6
1.2.1人體行走機(jī)制/6
1.2.2人體行走穩(wěn)定機(jī)理/11
1.3人體下肢的生理結(jié)構(gòu)/15
1.3.1人體空間坐標(biāo)系/15
1.3.2人體下肢骨骼/15
1.3.3人體下肢肌肉/19
1.3.4足部結(jié)構(gòu)與功能/22
1.3.5人體下肢主要關(guān)節(jié)的運(yùn)動能力/27
1.4步態(tài)分析參數(shù)/29
1.4.1空間參數(shù)/29
1.4.2時(shí)間參數(shù)/29
1.4.3運(yùn)動學(xué)參數(shù)/32
1.4.4動力學(xué)參數(shù)/33
1.4.5肌電活動參數(shù)/34
1.4.6能量代謝參數(shù)/35
第2章步態(tài)分析方法與常見測量系統(tǒng)介紹/36
2.1常用步態(tài)分析方法/36
2.1.1觀察法/36
2.1.2肌電分析法/36
2.1.3多剛體簡化一逆動力學(xué)分析/37
2.1.4影像解析法/37
2.1.5有限元分析法/37
2.2測量系統(tǒng)/37
2.2.1三維步態(tài)分析系統(tǒng)簡介/37
2.2.2Vicon光學(xué)三維步態(tài)分析系統(tǒng)/40
2.2.3肌電信號概述/43
步態(tài)分析與行走穩(wěn)定性研究··目錄··2.2.4足底壓力分析簡介/47
第3章人體行走樓梯與特定坡度的坡道的自適應(yīng)平衡研究/52
3.1基于足底壓力的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/52
3.1.1研究變量/52
3.1.2試驗(yàn)設(shè)備/52
3.1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)置/53
3.1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果/60
3.1.5結(jié)果分析/60
3.2基于表面肌電的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究/64
3.2.1實(shí)驗(yàn)變量/64
3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置/64
3.2.3試驗(yàn)結(jié)果/66
3.2.4結(jié)果分析/68
3.3基于肌電信號的不同路況下人體行走步態(tài)特征研究/71
3.3.1實(shí)驗(yàn)方案/71
3.3.2數(shù)據(jù)處理/72
3.3.3結(jié)論/73
第4章人體行走穩(wěn)定性研究/79
4.1滑跌概率預(yù)測及優(yōu)化模型/79
4.1.1基于人體步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型研究/79
5.2ACOF分布假設(shè)檢驗(yàn)/91
4.1.2基于步態(tài)分析的滑跌概率預(yù)測模型優(yōu)化研究/93
4.2人體彎道及轉(zhuǎn)彎行走對步態(tài)穩(wěn)定性的研究/111
4.2.1轉(zhuǎn)彎行走對步態(tài)穩(wěn)定性的影響/111
4.2.2彎道行走步態(tài)特性研究/132
4.3負(fù)重對人體行走穩(wěn)定性的研究——助行器結(jié)構(gòu)質(zhì)量
配置對步態(tài)特性影響研究/137
4.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)置/137
4.3.2實(shí)驗(yàn)分析/137
4.3.3質(zhì)量配置策略模型/142
4.3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論/145
4.4足部結(jié)構(gòu)對人體行走穩(wěn)定性的影響研究/146
4.4.1實(shí)驗(yàn)變量/146
4.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置 /146
4.4.3試驗(yàn)方案/150
4.4.4結(jié)果分析/152
第5章不同結(jié)構(gòu)環(huán)境人體行走下肢生物力學(xué)特性研究/163
5.1樓梯行走下肢生物力學(xué)特性研究/163
5.1.1研究意義/163
5.1.2實(shí)驗(yàn)變量/163
5.1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果/166
5.1.4研究結(jié)果/167
5.1.5結(jié)果分析/168
5.2滑跌過程中下肢肌肉力學(xué)研究/168
5.2.1實(shí)驗(yàn)方案/168
5.2.2數(shù)據(jù)處理 /169
5.2.3結(jié)論/170
5.3跨越水平方向障礙的步態(tài)及應(yīng)用研究/171
5.3.1跨越水平障礙物試驗(yàn)設(shè)計(jì)/171
5.3.2跨越水平方向不同尺寸障礙物下肢生物力學(xué)分析/178
5.3.3跨越水平方向不同尺寸障礙物步態(tài)參數(shù)顯著性分析/196
5.3.4應(yīng)用研究/212
5.3.5結(jié)論/216
參考文獻(xiàn)/218