髖關節機械軸承精細樣品分析圖像顯微鏡
關節機構的軸承功能
關于機械的機構學是以忽略機械元件變形作為討論前提的。如考慮變
形，則為了描述變形需要有新的變量。在討論動物的身體(活體)的運動學
時，存在構件的變形問題。例如，變形蟲(ameba)運動的描述，僅一個細胞
就需要無限多種變量。
對于關節，運動的描述一直著眼于硬組織即骨的運動。但是，由于對
運動產生約束的是肌肉、韌帶這些軟組織，常產生這種變量問題。
對于機械軸承，合乎目的的運動和間隙(JJn工誤差)之間有明顯差別。
作為對軸承的約束是不變形的剮性壁。與此相反，對關節運動的約束力為
韌帶的張力。因此，即使是應該限制的運動，也有相當大的運動域。這種
情況表明，在計算關節的運動自由度時，有必要進行較深入的討論。
(1)自由爭約束
如關節運動受約束，則相應地帶來身體運動的不便，不能任意自由運
動。而在被約束的運動方向承受過大的載荷就會造成損傷，這是更為嚴重
的問題。
體育運動造成的外傷中，常有膝關節的韌帶損傷或半月板損傷的i,3tN
，成為相撲力士或棒球選手的休場的原因。如果膝關節是能向更自由的方
向彎曲的關節，應該會顯著減少這種外傷。雖然同樣是下肢關節，但髖關
節卻能在自由方向運動。為什么膝關節不能像髖關節一樣自由運動呢?
(2)髖關節和膝關節
雖說是自由關節(運動自由度多的關節)，可是，在身體運動的各個瞬
間中樞神經仍期待采取合乎目的的姿勢和位置。不這么做，就不能構成可
控制的身體運動。髖關節的周圍有巨大肌肉群(大臀肌、中臀肌等)形成的
臀部，就是此種合乎目的性的支撐。
假設將膝關節的運動設計得自由一些。
如果這樣，就有要像髖關節那樣能合乎多運動方向要求的肌肉。如在
膝的周圍存在這么多肌肉會怎么樣呢?大概，這種肌肉在膝關節將形成臀部
。膝的周圍存在臀部，真是個巨大的累贅。
實際上，膝關節沒有很大的運動自由。
