緒論 001

第1章 足踝運動損傷與護(hù)具設(shè)計相關(guān)技術(shù) 003
1.1 足踝運動與損傷 003
1.2 基于人體運動生物力學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計 005
1.3 逆向工程和曲面造型 006
1.4 基于人體形態(tài)尺寸的可穿戴產(chǎn)品設(shè)計 008
1.5 服裝壓力 009
1.5.1 服裝壓力的影響 009
1.5.2 服裝壓力理論 010
1.5.3 服裝壓力測量 012
1.6 足踝護(hù)具類型及設(shè)計 018

第2章 足踝組織結(jié)構(gòu)及模型重構(gòu)分析 023
2.1 人體足踝解剖學(xué)結(jié)構(gòu) 023
2.1.1 骨骼 023
2.1.2 韌帶 025
2.1.3 肌肉與肌腱 027
2.1.4 其他組織 029
2.2 足踝關(guān)節(jié)運動及生物力學(xué) 029
2.2.1 足踝主要關(guān)節(jié) 029
2.2.2 人體基準(zhǔn)面及足踝關(guān)節(jié)運動 030
2.2.3 足踝生物力學(xué) 034
2.3 人體掃描與NURBS 曲面重構(gòu) 035
2.3.1 人體掃描及應(yīng)用研究 035
2.3.2 NURBS 曲面重構(gòu)理論 037

第3章 足踝數(shù)字化模型構(gòu)建 040
3.1 足踝外部形態(tài)尺寸與踝形態(tài)區(qū)域 040
3.1.1 樣本選擇與數(shù)據(jù)采集 040
3.1.2 足踝特征點及尺寸測量 041
3.1.3 踝形態(tài)區(qū)域 045
3.2 足踝模型曲面重構(gòu) 047
3.2.1 局部均勻分布的特征截面線重構(gòu)方法 048
3.2.2 踝形態(tài)區(qū)域曲面型值點提取 048
3.2.3 基于NURBS 插值的踝形態(tài)曲面重構(gòu) 049
3.2.4 中、后足外部形態(tài)模型 052
3.3 足踝骨骼模型構(gòu)建 052
3.3.1 樣本與設(shè)備 052
3.3.2 足踝骨骼模型構(gòu)建 053
3.3.3 距骨形態(tài)特征 055
3.4 足踝肌腱分布尺寸測量及肌肉線模型 056
3.4.1 肌腱分布 056
3.4.2 肌腱分布尺寸測量 057
3.4.3 足踝外在肌肉線模型 057
3.5 足踝數(shù)字化模型 059

第4章 踝外部區(qū)域變化特征與形態(tài)分類 061
4.1 踝外部區(qū)域動態(tài)尺寸分析及形態(tài)變化特征 061
4.1.1 足踝動態(tài)尺寸 061
4.1.2 踝表面形態(tài)變化特征 062
4.2 特征點的統(tǒng)一化處理 065
4.3 基于特征尺寸的踝外部區(qū)域形態(tài)分類 066
4.3.1 特征尺寸相關(guān)性與類型劃分 067
4.3.2 內(nèi)外踝突出點的位置及距離尺寸 070
4.3.3 踝形態(tài)最小臨近再聚類方法 071

第5章 足踝關(guān)節(jié)運動仿真與力學(xué)分析 074
5.1 距骨形態(tài)與足踝關(guān)節(jié)運動學(xué)理論分析 074
5.1.1 距骨形態(tài)與足踝關(guān)節(jié)運動 074
5.1.2 運動軌跡數(shù)學(xué)模型 075
5.2 足踝關(guān)節(jié)運動角度仿真與動捕測量 079
5.2.1 足踝關(guān)節(jié)運動仿真 079
5.2.2 關(guān)節(jié)角度的動捕測量 081
5.2.3 運動仿真與動作捕捉測量對比分析 083
5.3 足踝力學(xué)模型與分析 084
5.3.1 足底支撐結(jié)構(gòu) 084
5.3.2 足踝關(guān)節(jié)支撐的臨界位置 085
5.3.3 肌力模型 086
5.3.4 足踝生物力學(xué)測量與分析 088

第6章 踝護(hù)具設(shè)計方法 092
6.1 考慮舒適性的彈性護(hù)踝設(shè)計方法 092
6.1.1 彈性護(hù)踝模型及型值點曲率 093
6.1.2 彈性護(hù)踝壓力與最大壓力位置 095
6.1.3 關(guān)鍵特征曲線形態(tài)與壓力分析 096
6.1.4 考慮舒適性壓力的彈性護(hù)踝設(shè)計 100
6.2 基于足踝ROM 約束的半剛性護(hù)踝設(shè)計 104
6.2.1 運動類型與半剛性護(hù)踝設(shè)計方法 104
6.2.2 韌帶尺寸變化與ROM 約束 105
6.2.3 半剛性護(hù)踝設(shè)計 108

第7章 踝護(hù)具關(guān)鍵參數(shù)實驗測試與用戶體驗 111
7.1 彈性護(hù)踝壓力測試與分析 111
7.1.1 足踝圍線方向的切片模型 111
7.1.2 彈性織物壓力測試方法 112
7.1.3 測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析 113
7.1.4 彈性護(hù)踝的主觀評價 114
7.2 半剛性護(hù)踝設(shè)計分析與測試實驗 116
7.2.1 半剛性護(hù)踝有限元分析 116
7.2.2 半剛性護(hù)踝測試實驗 118
7.2.3 半剛性護(hù)踝的主觀評價 122
7.3 足踝護(hù)具的組合使用 123

附錄 足踝特征點及樣本尺寸測量原始數(shù)據(jù) 124

參考文獻(xiàn) 156