髋关节机械轴承精细样品分析图像显微镜
关节机构的轴承功能
关于机械的机构学是以忽略机械元件变形作为讨论前提的。如考虑变
形，则为了描述变形需要有新的变量。在讨论动物的身体(活体)的运动学
时，存在构件的变形问题。例如，变形虫(ameba)运动的描述，仅一个细胞
就需要无限多种变量。
对于关节，运动的描述一直着眼于硬组织即骨的运动。但是，由于对
运动产生约束的是肌肉、韧带这些软组织，常产生这种变量问题。
对于机械轴承，合乎目的的运动和间隙(JJn工误差)之间有明显差别。
作为对轴承的约束是不变形的剐性壁。与此相反，对关节运动的约束力为
韧带的张力。因此，即使是应该限制的运动，也有相当大的运动域。这种
情况表明，在计算关节的运动自由度时，有必要进行较深入的讨论。
(1)自由争约束
如关节运动受约束，则相应地带来身体运动的不便，不能任意自由运
动。而在被约束的运动方向承受过大的载荷就会造成损伤，这是更为严重
的问题。
体育运动造成的外伤中，常有膝关节的韧带损伤或半月板损伤的i,3tN
，成为相扑力士或棒球选手的休场的原因。如果膝关节是能向更自由的方
向弯曲的关节，应该会显著减少这种外伤。虽然同样是下肢关节，但髋关
节却能在自由方向运动。为什么膝关节不能像髋关节一样自由运动呢?
(2)髋关节和膝关节
虽说是自由关节(运动自由度多的关节)，可是，在身体运动的各个瞬
间中枢神经仍期待采取合乎目的的姿势和位置。不这么做，就不能构成可
控制的身体运动。髋关节的周围有巨大肌肉群(大臀肌、中臀肌等)形成的
臀部，就是此种合乎目的性的支撑。
假设将膝关节的运动设计得自由一些。
如果这样，就有要像髋关节那样能合乎多运动方向要求的肌肉。如在
膝的周围存在这么多肌肉会怎么样呢?大概，这种肌肉在膝关节将形成臀部
。膝的周围存在臀部，真是个巨大的累赘。
实际上，膝关节没有很大的运动自由。
