膝关节是人体关节中最复杂的关节之一,膝关节的研究是目前热门的研究领域。人体肌肉的简化在传统上是简化成弹簧,在解剖学和实验科学上得到了很好的解释,但是在人的实际运动中并不是很理想,因此提出一个符合实际结构、符合实际运动的肌肉力的简化模型是必要的。 本文对于肌肉的简化与传统的简化方法不同。分析了膝关节的解剖结构,由于膝关节的四根主要韧带的作用,使膝关节只能在矢状面内作旋转运动,因此在分析膝关节模型的基础上建立了新的膝关节动力学模型。将各组肌肉力简化成大小相等的一组力,而肌肉力的方向与骨骼的姿态保持不变,这种简化更加符合人体的真实情况,并对肌肉函数给出了时间阶跃函数,角度函数以及激活程度。最后运用ADAMS软件针对不同的肌肉力加载情况进行仿真优化比较,比较不同的仿真结果,验证了肌肉简化及膝关节模型的正确性。 本文从解剖学上分析,比较不同的肌肉模型,得出新的膝关节的肌肉简化形式更加灵活真实;建立新的膝关节的动力学模型,以膝关节为中心对下肢的行走的起步动作仿真、分析,比较验证了肌肉模型及膝关节模型的正确性,为体育运动、医疗产业的提供了理论参考。