Page 36 - 康复训练在临床护理工作中的应用

Application of Rehabilitation Training in Clinical Nursing Work
康复训练在临床护理工作中的应用

摩擦运动，而另外两个自由度设计中，内收 / 外展和内旋 / 外旋 DOF 主要影响脚
姿势，虽然运动范围达到 ±45°，但是两个 DOF 引起的运动幅度很小，为了便
于结构设计，采用无源被动自由度设计形式，并将内旋 / 外旋 DOF 沿人体髋关
节内旋 / 外旋运动轴线横向转移到人体髋关节的外部，髋关节的内收 / 外展 DOF

则通过髋关节处电机架与腰部架的连接处设定为旋转自由度实现。在髋关节与腰
部外骨骼拟人化构型设计中，由于穿戴者身型的不同，水平面中的腰部曲率也会
存在不同。若要更好地适用于不同的穿戴者，可将下肢外骨骼髋关节内旋 / 外旋
自由度与腰部旋转轴相互配合运动以实现外骨骼“拟人化”设计，提高髋关节内

外旋转轴的运动灵活性。采用单自由度伸缩式金属板作为腰带。并通过计算验证
加入腰部单自由度的可行性，宽度调节机构位于腰带处，采用螺纹伸缩杆接头以
适应不同的穿戴者尺寸，另外，螺纹伸缩杆还可以准确地适应腰带和大腿之间的
厚度差，实现腰部结构与穿戴者的良好贴合。

2. 膝关节外骨骼构型设计
膝关节作为人体下肢三大关节之一，辅助下肢实现正常运动，不仅对身体支
撑方面起到稳定保护作用，而且具有一定程度的顺应性。基于人机工程学和人体
生物力学结构原理分析可知，人体膝关节运动本质上是多轴心的，膝关节屈曲时，

股骨在胫骨上会产生滑动和滚动的运动趋势，具有可变的瞬时旋转中心。因此，
在设计仿生外骨骼膝关节结构之前，理解和量化人体膝关节的运动形态是非常重
要的。由于人体膝关节并不是一个单轴心的关节，虽然，国内外多家研究机构都
有在人体膝关节运动数学模型中试图找到膝关节的瞬时旋转中心。但是，仍然不

能准确地描述膝关节瞬时旋转中心的运动轨迹，并存在多种误差，所以需要量化
人体膝关节的瞬时旋转中心将其转化为数学模型，使设计的仿生外骨骼膝关节更
贴合于人体膝关节的运动。在膝关节瞬时旋转中心的研究中，通过测试实验发现
人体膝关节的股骨后踝骨可以模拟为球形表面，并定义股骨在胫骨上的三维运动。

确定膝关节平均屈伸运动轨迹的表达式，并以球体中心作为参考点。
人体膝关节可以看作一个简单的铰链关节，但其功能类似多轴心关节——瞬
时旋转中心关节。在多轴心膝关节上支撑单轴心膝关节外骨骼结构，外骨骼和肢
体之间就会产生相对滑动。该运动容易引起滑脱，对肢体施加不必要的外力。穿

戴膝关节外骨骼的患者会因为滑动运动而感到不适，也会因为绷带对滑动施加的
约束力而感到疼痛。根据仿生学原理设计同人体膝关节骨肌系统相似的膝关节外

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