Page 13 - 康复训练在临床护理工作中的应用

第一章 现代康复训练问题的有关思考

第一章 现代康复训练问题的有关思考

第一节 下肢康复训练机器人关键技术研究

一、人体下肢生理结构特性及运动分析

（一）人体下肢生理结构特性

下肢康复机器人帮助患者按照正常步态进行康复训练，其结构与人体下肢结
构相似度直接关联人体运动舒适性。因此，了解正常人体的下肢结构特性，有助
于设计高舒服度的康复机器人。
1. 定义人体空间划分

为研究人体关节运动，根据人体解剖学，对人体结构用 3 个相互垂直的轴来
进行划分，即矢状轴，冠状轴和垂直轴。根据 3 个轴，建立 3 个相互垂直的面，
即矢状面、冠状面和水平面。矢状面将人体分左右两部分，冠状面将人体分前后
两部分，水平面将人体分上下两部分。

2. 骨骼关节结构形态
髋关节是一种球窝状滑膜关节，由髋臼和股骨头构成。髋关节对于步态行走
的稳定和承受身体的重量方面起到重要作用，当运动时股骨头相对于髋臼在矢状
面、冠状面和水平面转动，通常认为有 3 个自由度。膝关节是一种滑车关节，由

股骨、胫骨和髌骨构成。股骨远端的两个圆形凸突（称为髁突）在胫骨近端与两
个圆形凹形髁相交。由于膝关节的活动范围受到骨骼和韧带的解剖结构的限制，
仅能做矢状面上的屈 / 伸运动。与其他铰链关节不同的是，当膝关节适度屈 / 伸时，
它允许轻微的内侧和外侧旋转。故通常视膝关节处只有 1 个自由度。踝关节由胫

骨、腓骨下端的关节面与距骨滑车构成。踝关节承受着人体大部分重量，对人体
是极为重要的，可以在水平面和矢状面进行旋转和屈伸运动，促使人类完成各种
动作，通常被视为有 2 个自由度。人体下肢运动由下肢 3 个关节相互配合，完成
在日常生活中行走、跑步、跳跃等动作。由于人体穿戴下肢康复机器人在步行时，

其运动主要发生在矢状面，其他平面保持人体平衡。因此，本书主要考虑下肢髋、

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