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基于COM平衡恢复响应的人体滑跌步态分析被引量：1: 2012年; 针对人体行走过程的滑跌现象,提出了利用基于质心位置(COM)恢复响应来分析滑跌过程的方法。该方法以基于Kane方程的下肢行走动力学模型为基础,能够实现行走过程中每个步态周期动力学参数的快速检测,能对滑跌过程的任一瞬时平衡状态进行分析,并据此绘制滑动和跌倒过程的COM特性曲线,利用此曲线对滑跌步态原因、阶段及进程进行判断。当COM在基础支撑(BOS)区域投影点与其压力中心距离大于0.012～0.015m,则人体步态处于发生滑跌的阀值域;COM速度响应曲线域在0.9～2.1m/s之间时,步态处于稳定期。不同年龄段的两组步态滑跌实验数据表明,该方法能够利用基于COM恢复响应特性曲线对滑跌过程进行预测和干预。; 苏海龙张大卫李佳; 关键词：步态分析 KANE方程

青年男性佩戴护膝跑步优势侧和非优势侧下肢关节的运动学特征被引量：6: 2022年; 背景:伴随下肢运动损伤事件频发,人们对预防运动损伤的关注度持续增加,全面了解青年男性佩戴护膝跑步时优势侧和非优势侧下肢关节的运动学特征变化,对预防下肢损伤有着重要作用。目的:从步态特征变化的角度分析护膝对膝、踝、髋关节的影响,并为健康青年人选择护膝提出建议,预防运动带来的关节损伤。方法:共招募15名健康男性受试者在特定的试验路径中佩戴3种典型护膝(髌骨带、开口式、套筒式)跑步,使用红外摄像和生物力学测力台设备采集膝、踝、髋关节的运动学数据,使用Matlab、Minitab等软件通过编写特定程序对运动学数据进行处理和分析。结果与结论:(1)佩戴开口式护膝使膝关节的屈曲伸展运动活动范围显著减小,踝关节内旋外旋活动范围显著增加,髋关节屈曲伸展活动范围显著减小;(2)佩戴套筒式护膝使膝关节内旋外旋的活动范围、优势侧踝关节的内翻外翻和内旋外旋的活动范围、优势侧髋关节的屈曲伸展范围显著减小;(3)提示佩戴护膝不但对膝关节产生影响,还对踝、髋关节产生了影响;佩戴不同类型护膝,对优势侧和非优势侧的踝关节和髋关节的影响不同;建议青年人佩戴套筒式护膝运动预防关节损伤。; 邵洋洋张峻霞姜美姣刘泽龙高昆于淑晗; 关键词：护膝跑步下肢步态

基于最大摩擦因数的下肢肌无力者滑跌步态特性分析: 2011年; 针对老年人行走过程滑跌现象的频繁发生,提出了利用改进的所需最大摩擦因数及COM(center of mass)波动值来分析滑跌过程的方法.该方法以基于Kane方程的仿生下肢行走动力学模型为基础,能够实现行走过程动力学参数值的快速检测,能对行走过程的任一瞬时平衡状态进行分析,并据此判断和验证滑动和跌倒过程的临界值,建立了老年人滑跌步态的理论基础.通过肌力正常与肌无力老年人的行走步态实验数据比较,下肢肌力不足的老年人,因其神经肌肉控制力下降,步态姿势趋于不稳定,发生滑倒的概率更高.步态分析实验数据表明,该方法能够对滑跌过程进行准确描述.; 苏海龙张峻霞王新亭张芸芸王泽; 关键词：老年人步态分析 KANE方程肌无力

基于ART神经网络的汉字识别: 2013年; 针对汉字的多样性和相似性不同于西方字母,识别相对困难的问题,提出了基于ART神经网络的汉字识别方法.在识别前,利用OpenCV(开源计算机视觉库)将汉字进行图像处理,为后续识别提供输入数据;然后经ART神经网络对输入数据进行训练识别.采用8组相似度较高的汉字作为样本进行实验,证明了方法的有效性.; 李龙戴凤智于春雨李玢瑶张峻霞; 关键词：ART神经网络汉字识别 OPENCV 不变矩

步态自主平衡行为的下肢神经肌肉力学分析被引量：4: 2013年; 针对步态过程滑移后的自主平衡恢复行为,建立了基于神经肌肉力学理论的下肢行走多杆动力学模型.利用该模型对步态滑移现象发生后的自主平衡恢复过程进行了定性分析,给出了步态自主平衡恢复行为中的主控参数,并对自主平衡恢复过程中下肢肌群的功效进行了讨论,计算了自主平衡恢复行为中的下肢肌群主控参数.两组不同受试者的滑后自主平衡恢复实验结果表明,该步态模型可用于分析滑跌后的自主平衡行为特征.; 苏海龙张大卫李佳; 关键词：步态下肢

下肢外骨骼虚拟样机设计研究被引量：7: 2013年; 步态分析是外骨骼机器人设计中不可或缺的技术环节。以人体步态运动规律作为下肢外骨骼运动姿态控制的基础,有利于实现良好的人机匹配。采用Vicon运动分析系统进行了运动学实验与分析。在人机交互的基础上,拓展人的运动功能,因此在下肢功能障碍患者康复训练、老年人及正常人助力行走、单兵装备中获得广泛关注与应用。以人机功能匹配为设计出发点,采用Vicon运动分析系统进行了步态行走实验,以步态参数作为下肢外骨骼运动控制依据。通过ADMAS运动仿真与拉格朗日方程计算结合的方式,得出动力学参数。进而完成了一款兼顾行走助力功能与低成本的下肢外骨骼虚拟样机设计。; 王新亭张峻霞苏海龙杨喜飞; 关键词：下肢外骨骼虚拟样机设计步态动力学

跨越水平障碍物时的步态特征: 2021年; 目的观察水平跨障肢体动作相关的步态特征,以优化跨障策略,降低跌倒风险。方法2019年9月,招募健康青年男性受试者15名,在实验路径中使用优势肢体和非优势肢体完成水平跨障任务,障碍宽0 cm、45 cm、55 cm和65 cm。使用红外摄像和生物力学测力台采集步态参数。结果随着障碍物宽度增加,受试者步速更快,足跟到障碍物的距离(HOD)、足趾到障碍物的距离(TOD)更小,步幅更大,步长和跟随肢体的足趾间隙(TCt)更长。非优势肢体作为跨越肢体时,跟随肢体跨障速度较慢,TCt、步宽、步长和HOD较长。结论在水平跨障过程中,跌倒风险随着障碍物宽度的增加而增大;为降低跌倒风险,建议以非优势肢体作为跨越肢体,并提高步幅、步长和TCt。; 张峻霞邵洋洋王喆豪杨芳; 关键词：跌倒步态

老年人行走过程滑跌步态模型及机理研究: 针对老年人行走过程滑跌现象的频繁发生,提出了利用改进的所需最大摩擦系数及COM（Center of Mass）波动值来分析滑跌过程的方法。该方法以基于Kane方程的仿生下肢行走动力学模型为基础,能够实现行走过程动力学参数...; 苏海龙张大卫; 关键词：老年人步态分析 KANE方程肌无力

双足机器人设计及步态规划研究被引量：1: 2013年; 针对双足机器人数学描述复杂、分析较为困难等问题,本文提出一种4自由度双足机器人结构,具有驱动关节少且足底始终与地面保持平行等特点。对此双足机器人的前向运动进行了步态规划,其特点是在单腿支撑阶段,机器人躯干的重心始终保持在支撑腿足部中心范围内,仅在双腿支撑阶段,机器人躯干重心向前移动,提高了机器人运动过程中的稳定性。根据机器人运动轨迹的边界点,采用三次多项式拟合得到机器人关节的平滑运动轨迹,有效减小运动过程中动态特性的影响,为机器人各关节在运动周期内的角度规划和样机的研制提供理论依据。; 王新亭张峻霞尹立苹; 关键词：双足机器人步态规划

单侧膝关节屈曲受限下肢肌肉的协同特征被引量：1: 2023年; 背景:膝关节活动受限是一种比较常见的损伤后表现特征,但是对于膝关节活动受限下的肌肉协同有待研究。目的:研究单侧膝关节屈曲受限与正常运动下肢肌肉协同的异同。方法:招募20名健康成年人(男性12名,女性8名)作为受试者,分别采集屈曲受限条件下与无屈曲受限条件下自然行走的下肢表面肌电信号。通过非负矩阵分解算法从受限侧(右腿)的10块肌肉的表面肌电信号中提取肌肉协同,利用单因素方差分析研究在不同条件行走的步态参数显著差异。结果与结论:①屈曲受限条件下,受试者进行行走任务时肌肉协同数量减少,表现出不同的肌肉协调模式控制并且招募新的肌肉协同单元;随着协同模块的减少,内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌激活时间从支撑相向摆动相偏移的越明显;主要依靠股直肌、股内侧肌、股外侧肌和阔筋膜张肌进行代偿,使其在激活水平上表现的异常活跃,同时受限侧表现出划圈、提胯等动作,因此受限后主要以受限侧髋关节代偿;②屈曲受限条件下,受试者受限侧和非受限侧在步态参数(频率、步速、步态周期和支撑相占比)方面对比受限前均存在显著差异(P<0.05),同时非受限侧单腿支撑时间相较于受限前明显增大(P<0.01),受限侧支撑相占比和单腿支撑时间显著小于非受限侧(P<0.01);③因此,膝关节屈曲运动减弱可被认为是导致下肢肢体内协调受损的关键因素,研究结果对运动功能的定量分析以及人体下肢康复指导具有意义,并为了解运动功能受损背后的神经肌肉控制机制提供重要的见解。; 安义帅张峻霞李慧李慧徐国良高昆于淑晗刘泽龙; 关键词：膝关节屈曲受限表面肌电非负矩阵分解

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国家自然科学基金(50975204)

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