动态生物功能腿部护具的制作方法

本发明涉及运动安全护具领域，尤其涉及一种在运动状态下提供腿部和膝关节的保护与舒适健康的动态生物功能腿部护具。

背景技术：

全腿护具，包括小腿，膝关节和大腿部分，是运动员在运动过程中用于保护膝关节和腿部肌肉群，避免运动伤害的护具。全腿护具一般分为以下几个部分：弹性套筒，支撑构件，上下边缘构件等。

参考图1，膝关节由股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁以及髌骨构成，为人体最大且构造最复杂，损伤机会亦较多的关节。膝关节的稳定性主要依靠韧带和肌肉，内外侧副韧带以及十字韧带都对人体正常活动非常重要。位于膝关节内的十字韧带，又称交叉韧带，包括前、后十字韧带，连接股骨于胫骨。膝关节无论伸直或屈曲，前后十字韧带均呈紧张状态，在运动过程中，若肌肉保护不够会引起十字韧带的受伤。髌骨肌腱，又称髌腱，是连接髌骨和胫骨之间的肌腱。髌骨肌腱的过度使用或过度负荷都有可能引发髌骨肌腱炎，利用护具提供压力支撑是治疗的有效方法。髂胫束下端附着于胫骨外侧髁、腓骨头和膝关节囊。鹅足肌腱是缝匠肌、股薄肌、半腱肌三块肌肉之腱性部分在胫骨近段内侧的附着点，外形类似鹅足，故称鹅足。

在屈膝过程中，主要的屈肌是大腿后肌群股二头肌，另外屈肌还有大腿肌群的股薄肌，缝匠肌和小腿肌群的腘肌和腓肠肌。主要的伸肌是大腿前肌群的股四头肌。当运动员在深蹲过程中，参与的主要腿部肌肉包括股四头肌和大腿后肌群，另外还有大腿内收肌，和小腿肌群的比目鱼肌和腓肠肌。

在进行运动健身的过程中，当运动员进行下蹲屈膝时，只有在大腿肌肉，尤其是股四头肌产生足够承受肌力时，才能维持下蹲姿势，而不会跌倒；再往 下蹲使屈膝角度变得更小，力臂会相对地增加，但杠臂并没有改变，因此肌力必须增加；最大幅度屈膝需要比重心大4-5倍的肌力方可维持。保护的方法是不要屈膝太低太深，特别是额外载荷和高速中刹停。参考现有的弓步动作要领，如郝妍和张君楠在世界高尔夫(2013/08，P.91)中报道的成弓步姿势时，在前面的腿要保证大腿与小腿之间成直角，且膝盖不能超过脚尖。同时，宋清华在体育教学(2013/05，P.62)中报道，在做弓步压腿练习的过程中，应始终保持大小腿的夹角大于等于90度，这样膝关节就不会出现明显的伸展或前后杵动，最大限度的减少了关节头在关节窝间的滚动或滑动摩擦，可使大腿内侧韧带充分拉伸和受力，并避免膝关节关节面软骨在受力状态下造成的磨损。刘世同在中华武术(2000/09，P.41)中报道，膝关节屈曲小于90°时，仅股四头肌的股直肌起主要伸膝作用，其肌力较弱；超过90°以后，其他三肌逐渐参与伸膝功能。

在专利检索中发现，目前国内外已发明的腿部和膝关节护具专利亦旨在减少运动员在运动过程中肌肉的摆动，增加膝关节稳定性，减少疲劳的腿部护具或膝部护具，且多集中为利用实施不同编织组合等以提供束缚压力功能的小腿或膝部护具，其中中国专利(No.201180062979.X)，及(No.201180003748.1)就是利用不同织物结构弹性分别提高小腿腓肠肌和膝关节的压力，发明了两款不同类型的小腿护具和膝关节护具。前者在实现运动时对利用筒状针织物对小腿腓肠肌强支撑作用的同时可达到有效地抑制腓肠肌过度摆动和减少小腿疲劳感效果；后者运动时能够减轻膝盖腱施加的负荷，提高膝关节稳定性，减少疲劳。No.201180062979.X利用套袜式松紧带和环形软垫迫紧髌骨，使得髌骨在运动时，不会左右摇动移位，维护髌骨安全。在美国专利USP7749181B2中利用髌股关节的绑带加强紧固作用，发明了一种髌骨支撑护膝。在美国专利US8118765B2中利用柔软的材料构成一个筒状主体，该主体根据膝关节设计了一个曲线缝合系统，在不同的区域使用不同弹性的材料提供不同的拉伸性能。美国专利US7517331B2及US8579843B2等均为弹性织物膝关节运动护具，其中US7517331B2利用特殊形状的包围髌骨的弹性嵌入物，在运动过程中固定髌骨位置，同时减少对髌骨的压力；专利US8579843B则使用弹性织物覆盖 了从大腿中部到小腿中部的护膝，通过椭圆形的嵌入物固定髌骨，进而在腿部弯曲过程中，提供膝关节保护。

上述多件公开专利所述的降低运动过程中膝关节伤害的护具中，主要通过利用织物弹性、织物结构及膝关节特殊部位设计等实现髌骨固定和保护功能。人体腿部在运动时肌肉会产生不同程度的拉伸，单一的织物弹性保护不仅不能提供可靠的保护，而且大大降低了运动过程中的舒适度。

另外，现有的护具，汗液容易囤积，造成舒适度下降。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种动态生物功能腿部护具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动态生物功能腿部护具，紧贴佩戴者的体表并覆盖于佩戴者的大腿、膝部和小腿，包括基于膝部的肌腱韧带及肌肉的结构位置和走向及人体运动过程中的生物力学特征设置的生物力学保护带，所述生物力学保护带包括：十字韧带保护带、髌骨肌腱保护带、大腿肌肉群保护带、小腿肌肉群保护带；

其中，所述十字韧带保护带和髌骨肌腱保护带的弹性模量基于佩戴者膝部弯曲导致的面料拉伸比例而发生阶段性变化，所述阶段性变化包括随着膝角的减小而逐步过渡的初始拉伸低模量阶段、拉伸突变阶段和拉伸高模量阶段。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，

所述十字韧带保护带，为沿所述护具的长度方向自护具的一端往另一端延伸形成的条状区域，该条状区域紧覆盖于佩戴者的腿部前方，覆盖小腿胫骨、髌骨肌腱、髌骨、膝关节、韧带和股四头肌；

所述髌骨肌腱保护带，自所述十字韧带保护带的膝盖部位的两侧开始，分别在膝盖外侧沿外侧副韧带和髂胫束斜向上并在膝盖内侧沿内侧副韧带和鹅足肌腱斜向上延伸并止于大腿侧部，呈大致U字形状实现加固；

所述大腿肌肉群保护带：包括交叉加固部和/或圈状加固部，所述交叉加固部为自所述髌骨肌腱保护带的两个延伸末端开始，分别沿大腿后部靠近对侧 方向斜向上延伸并汇合形成的“人”字形结构，覆盖大腿后部肌肉群；所述圈状加固部呈环形环绕紧固于大腿上，且圈状加固部位于大腿前部的下边缘与所述十字韧带保护带衔接或部分重叠，圈状加固部位于大腿后部的下边缘与所述交叉加固部衔接或部分重叠，所述圈状加固部覆盖前方的股四头肌以及后方的大腿肌肉群；

所述小腿肌肉群保护带：与所述十字韧带保护带的两侧以及所述髌骨肌腱保护带的下边缘连接并包绕小腿后部或有X型交叉状加固部分，覆盖小腿肌肉群。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述阶段性变化包括：

膝部弯曲导致面料拉伸比例为0-T1时，保护带处于初始拉伸低模量阶段，弹性模量在第一弹性模量以内，所述第一弹性模量小于E1；

膝部弯曲导致面料拉伸比例为T1-T2，保护带进入拉伸突变阶段，在拉伸突变所对应的时间内，弹性模量从第一弹性模量开始，随着拉伸比例的变化非线性增加到第二弹性模量，第二弹性模量大于E2；

膝部弯曲导致面料拉伸比例为T2以上，保护带进入拉伸高模量阶段，弹性模量大于第二弹性模量；

其中，T1<T2，T1为20％±2，T2为25％±2，E1≥0.5MPa,E2≥5×E1。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述护具还包括具有动态排汗功能的热舒适区，所述热舒适区呈筒状、展开呈扇形，且自小腿腓肠肌下方位置延伸至大腿肌肉群位置，所述热舒适区包括分别沿着所述护具长度方向延伸设置的、相互拼接以组成筒状的腿后部热舒适区和腿前部热舒适区。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，腿后部热舒适区由动态单向导水功能的材料制成，用于将佩戴者体表产生的汗液泵出护具，腿前部热舒适区的面料厚度小于1mm；腿后部热舒适区和腿前部热舒适区的面料在10％以上变形时的液态水动态传递综合指数大于等于3。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述护具还包括设置在所述生物力学保护带和所述热舒适区外的加固防滑带，加固防滑带采用绑带及魔术贴\粘扣，所述加固防滑带包括：呈环形绑定于小腿腓肠肌突起的下方的下端加 固防滑带、呈环形绑定于大腿中部上方的上端加固防滑带、呈环形绑定于膝关节下方或X型交叉绑定于小腿后方的膝关节下加固防滑带、呈环形绑定于膝关节上方或X型交叉绑定于大腿后方的膝关节上加固防滑带，其中，所述下端加固防滑带和上端加固防滑带的弹性模量大于0.1MPa、摩擦系数大于0.4以及压力大于10mmHg。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述十字韧带保护带、髌骨肌腱保护带、大腿肌肉群保护带、小腿肌肉群保护带采用具有对应的非线性弹性模量特性的面料，且各非线性弹性模量特性的面料缝合成一个整体。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述十字韧带保护带、髌骨肌腱保护带、大腿肌肉群保护带、小腿肌肉群保护带采用贴胶用的复合材料，且复合材料通过贴胶工艺固定在所述热舒适区的面料上。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述大腿肌肉群保护带和小腿肌肉群保护带的弹性模量大于基本布料的弹性模量。

在本发明所述的动态生物功能腿部护具中，所述大腿肌肉群保护带和小腿肌肉群保护带的局部弹性模量达到3Mpa以上。

实施本发明的动态生物功能腿部护具，具有以下有益效果：本发明中基于人体运动过程中的生物力学特征设置的生物力学保护带，其具体包括对主要的肌肉群或者韧带进行保护的4个保护带，而且其中的十字韧带保护带和髌骨肌腱保护带的弹性模量基于佩戴者膝部弯曲导致的面料拉伸比例发生阶段性变化，阶段性变化是指随着膝角的减小而逐步过渡的初始拉伸低模量阶段、拉伸突变阶段和拉伸高模量阶段，实现在运动过程中运动员做屈膝动作时提供舒适的弹性保护，根据不同的运动屈膝幅度所造成的膝角度大小相应地自动调节膝部材料的弹性模量，从而实现在小膝角及高运动量下都能提供健康舒适的弹力保护，屈膝小时弹性模量处于初始拉伸低模量阶段，可减少运动阻碍、增强运动感觉，屈膝大时弹性模量处于拉伸高模量阶段，提供更大的回弹力进行保护，防止或减少膝关节损伤，同时防止肌腱和韧带及肌肉拉伤，改善运动姿势；同时，根据不同运动需要，设计大腿肌肉群保护带和小腿肌肉群保护带，以加强小腿和大腿的肌肉紧固力，以达到稳定膝关节和肌肉群，防止或减少膝关节损 伤，同时防止韧带及肌肉拉伤，改善运动姿势的作用；

进一步的，热舒适区由动态单向导水布料构成，可以将佩戴者体表产生的汗液泵出护具，有效提高膝窝汗液在护具中的传递与蒸发效率以达到提高膝窝皮肤表面热散失效率，延缓人体核心体温的上升速率，进而改善其运动能力；固防滑带可防止护具滑移。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是下肢肌肉分布示意图；

图2是本发明动态生物功能腿部护具的生物力学保护带的结构示意图；

图3是十字韧带保护带和髌骨肌腱保护带的面料的力学性能拉伸受力图；

图4是本发明动态生物功能腿部护具的热舒适区的结构示意图；

图5是本发明动态生物功能腿部护具的加固防滑带的结构示意图；

图6是本发明动态生物功能腿部护具的第一实施例的结构示意图；

图7是本发明动态生物功能腿部护具的第二实施例的结构示意图；

图8是本发明动态生物功能腿部护具的第三实施例的结构示意图；

图9是本发明动态生物功能腿部护具的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在本发明腿部护具大致呈筒形，紧贴佩戴者的体表并覆盖于佩戴者的大腿、膝部和小腿，主要包括生物力学保护带A、热舒适区B和加固防滑带C，生物力学保护带A主要用于基于人体运动过程中的生物力学特征对运动过程中的韧带拉伸等进行保护的同时不影响人体舒适度，热舒适区B是一种优选的方案，主要是实现排汗功能，加固防滑带C也是一种优选方案，用于使护具的固定更牢靠。当然，这三部分可以重叠使用或单独使用。下面分别对该三个部分进行介绍。

如图2所示，基于人体运动过程中的生物力学特征设置的生物力学保护带A包括：十字韧带保护带A-1、髌骨肌腱保护带A-2、大腿肌肉群保护带A-3、小腿肌肉群保护带A-4；该四个保护带主要是基于人体运动时，各个肌腱、肌肉等的拉伸情况进行划分，并针对各个保护带的拉伸情况匹配相应的材料进行健康舒适的弹性保护。

结合图2，下面详细介绍各个保护带的结构和位置：

所述十字韧带保护带A-1为沿所述护具的长度方向自护具的一端往另一端延伸形成的条状区域，该条状区域紧固于佩戴者的腿部前方，覆盖小腿胫骨、髌骨肌腱、髌骨、膝关节、韧带和股四头肌；

所述髌骨肌腱保护带A-2，自所述十字韧带保护带A-1的膝盖部位的两侧开始，分别在膝盖外侧沿外侧副韧带和髂胫束斜向上并在膝盖内侧沿内侧副韧带和鹅足肌腱斜向上延伸并止于大腿侧部，即分别沿远离所述十字韧带保护带A-1的方向斜向上延伸并止于大腿侧部，呈U字形状加固于膝盖外侧以及髌骨肌腱；

所述大腿肌肉群保护带A-3：包括交叉加固部和/或圈状加固部，所述交叉加固部为自所述髌骨肌腱保护带A-2的两个延伸末端开始，分别沿大腿后部斜向上延伸并汇合形成的“人”字形结构，所述圈状加固部位于护具的端部并呈环形环绕紧固于大腿上，且圈状加固部位于大腿前部的下边缘与所述十字韧带保护带A-1衔接或部分重叠，圈状加固部位于大腿后部的下边缘与所述交叉加固部衔接或部分重叠，所述交叉加固部覆盖股二头肌和半腱肌等大腿后部肌肉群，所述圈状加固部覆盖腿部前方的股四头肌肌肉群和腿部后方的股二头肌等大腿肌肉群；

所述小腿肌肉群保护带A-4：包绕于小腿后部，与所述十字韧带保护带A-1的两侧以及所述髌骨肌腱保护带A-2的下边缘连接，覆盖小腿腓肠肌等小腿肌肉群。其中，小腿肌肉群保护带A-4可以由同一种弹性模量的布料制成，也可以由弹性模量较大的X型交叉状加固部分和弹性模量较小的其余部分形成。

在划分出各个保护带后，根据各个保护带的生物力学特征，匹配相应的材 料进行力学保护。具体的，所述十字韧带保护带A-1和髌骨肌腱保护带A-2的弹性模量基于佩戴者膝部弯曲导致的面料拉伸比例发生阶段性变化，所述大腿肌肉群保护带A-3和小腿肌肉群保护带A-4的弹性模量大于基本布料的弹性模量，例如一般优选的，大腿肌肉群保护带A-3和小腿肌肉群保护带A-4的弹性模量达到3Mpa以上。

上述已经提到运动膝角对膝关节有相当大的影响。因此为了便于设计的实际操作，在本发明中根据不同的运动膝角大小及相应的皮肤表面拉伸长度设立设计变量：运动强度。该变量以1－3级表示。这一表示方法是一优选的表达方法，但并不是唯一表达方法，可以根据实际需要进行不同的分级。例如，在某个具体的例子中，运动强度的划分如下：

1级：大膝角与低运动量，膝角≥90°，膝盖表面皮肤拉伸≤30％；

2级：中间膝角与中间运动量，膝角为90°-60°，膝盖表面皮肤拉伸30％-40％；

3级：小膝角与大运动量，膝角<60°，膝盖表面皮肤拉伸>40％。

可以理解的是，上述例子中，3个级别中对应的膝角和膝盖表面皮肤拉伸在各级别之间的具体临界值仅仅是一个示例，因为人体膝部的力学特征大致是分为3个阶段，但是各阶段之间的临界点是可以根据实际情况而定的。

根据上述运动强度的3个级别的变化特征，本发明将十字韧带保护带A-1和髌骨肌腱保护带A-2的材料设计为与之变化趋势相同的材料，其包括3个阶段的弹性变化特性，其弹性模量基于佩戴者膝部弯曲导致的面料拉伸比例发生阶段性变化包括：

初始拉伸低模量阶段：面料拉伸比例为0-T1，弹性模量在第一弹性模量以内，所述第一弹性模量小于E1；

拉伸突变阶段，面料拉伸比例为T1-T2，在拉伸突变所对应的时间内，弹性模量从第一弹性模量开始，随着拉伸比例的变化非线性增加到第二弹性模量，第二弹性模量大于E2；

拉伸高模量阶段，面料拉伸比例为T2以上，弹性模量基本维持不变，且大于第二弹性模量。

其中，T1<T2，优选的，T1为20％±2，T2为25％±2。其中，E1≥0.5MPa,E2≥5×E1。

需要明确的是，各个保护带只要是采用具有上述的弹性模量阶段性变化的特征的材料制备即可，因此，保护带A-1—A-4可以采用具有对应的弹性模量特性的非线性面料，且各非线性面料形成一个整体，保护带A-1—A-4也可以采用贴胶用的复合材料，用绑带或粘胶等来实现增大材料局部弹性模量的目的，例如将上述复合材料通过贴胶工艺固定在所述热舒适区B的具有动态单向导水功能的面料上。

本实施例中，可以采用由普通底纱和氨纶弹性纱组成的弹性针织布料实现。在针织过程中，对底纱和弹性纱分别施加一定的拉伸。针织完成后，由于线圈自然的重叠在一起，而形成了特定的材料性能。

第一阶段应力σ计算公式如下，

σ＝Ee×ε,ε≤ε₁；

其中ε和ε₁分别为应变和第一阶段应变的临界值，Ee是第一阶段的弹性模量，由弹性纱形变引起。

第二阶段可以用三个串并联的弹簧模型来模拟，应力σ计算公式如下，

$\mathrm{\&sigma;}=(\frac{\mathrm{Es}*\mathrm{Eg}}{(\mathrm{Es}+\mathrm{Eg})}+\mathrm{Ee})\&times;,{\mathrm{\&epsiv;}}_1\&lt;\mathrm{\&epsiv;}\&le;({\mathrm{\&epsiv;}}_1+{\mathrm{\&epsiv;}}_2);$

其中ε₂为第二阶段应变的临界值，Es由线圈间滑动和线圈转移引起的弹性模量，Eg是由底纱形变引起的弹性模量。

第三阶段可以用两个弹簧并联模型来模拟，应力σ计算公式如下，

σ＝(Ee+Eg)×ε,ε>(ε₁+ε₂).

Ee是由弹性纱形变引起的弹性模量，Eg是由底纱形变引起的弹性模量。

一个具体的例子，参考图3，较佳实施例中十字韧带保护带A-1和髌骨肌腱保护带A-2采用非线性面料，其T1为20％，T2为25％。图中，曲线表示布料的力-拉伸曲线，应力应变曲线的斜率表示弹性模量。

在面料拉伸比例为0-20％的区间，处于初始拉伸低模量阶段，是弹性纱拉伸阶段，面料拉伸所需的受力较小，弹性模量较低；在面料拉伸比例为20-25％ 区间时，进入拉伸突变阶段，是底纱拉伸和线圈转移阶段，面料拉伸所需受力突然增大，弹性模量突增；在面料拉伸比例为25％以上时，进入拉伸高模量阶段，是弹性纱和底纱拉伸阶段，面料拉伸所需的受力较大，弹性模量较高。

因此，本发明的十字韧带保护带A-1和髌骨肌腱保护带A-2的设计及其材料的选取，从人体生理与具体运动需求出发，在安全与舒适的前提下，运动员做屈膝动作时提供舒适的弹性保护，根据不同的运动屈膝幅度所造成的膝角度大小相应地自动调节膝部材料的弹性模量，从而实现在小膝角及高运动量下都能提供健康舒适的弹力保护，如下蹲动作时，提供如下舒适的弹性保护：当膝角较大时，保护带的回弹力较小，提供舒适的支撑保护以减少运动时的阻碍；当膝角过小，即弯曲幅度过大，提供更大的回弹力。同时，根据不同运动需要，设计大腿肌肉群保护带A-3和小腿肌肉群保护带A-4，以加强小腿和大腿的肌肉紧固力，以达到稳定膝关节和肌肉群，防止或减少膝关节损伤，同时防止韧带及肌肉拉伤，改善运动姿势的作用。

优选的，本发明还提供热舒适区B实现排汗，参考图4，是本发明动态生物功能腿部护具的热舒适区的结构示意图。

所述热舒适区B呈筒状、展开呈扇形，热舒适区B自小腿腓肠肌下方位置延伸至大腿肌肉群位置。生物力学保护带A和热舒适区B的重叠区域既具有力学保护功能，又具有排汗功能。为此，所述生物力学保护带A可以是固定于所述热舒适区B上，或者，热舒适区B是一种复合材料，同时具备生物力学保护带A的弹力保护功能和排汗功能。

所述热舒适区B包括：腿后部热舒适区B-1和腿前部热舒适区B-2，该两个部分分别沿着所述护具长度方向延伸设置，且在腿部两侧相互拼接以组成筒状。其中，所述腿后部热舒适区B-1由动态单向导水功能的材料制成，腿前部热舒适区B-2面料薄，一般小于1mm，整个热舒适区B可实现既舒适又排汗的效果。腿后部热舒适区B-1和腿前部热舒适区B-2的面料在10％以上变形时的液态水动态传递综合指数大于等于3。

由于腿后部热舒适区B-1由动态单向导水布料构成，其利用膝窝在运动过程中角度变化，主动地将膝窝皮肤表面的汗液吸附并传递到护具的外表面，并 在其表面上快速蒸发，从而带走皮肤表面的热量，有效提高膝窝汗液在护具中的传递与蒸发效率以达到提高膝窝皮肤表面热散失效率，延缓人体核心体温的上升速率，进而改善其运动能力。

其中，动态单向导水功能的面料可以参考中国发明专利申请“一种具有动态吸附与转移功能的多孔材料的设计原理及制作方法,201210378024.1”。有关液态水动态传递综合指数的测量方法可以参见国家标准GB21655.2－2009，纺织品湿速干性的评定第2部分动态水分传递法。

进一步优选的，本发明还提供固防滑带C，参考图5，是本发明动态生物功能腿部护具的固防滑带的结构示意图。

加固防滑带C采用绑带及魔术贴\粘扣，所述加固防滑带C包括：下端加固防滑带C-1和上端加固防滑带C-2，优选的，还包括膝关节下加固防滑带C-4和膝关节上加固防滑带C-3。下端加固防滑带C-1呈环形绑定于小腿腓肠肌突起的下方，上端加固防滑带C-2呈环形绑定于大腿中部上方，膝关节下加固防滑带C-4和膝关节上加固防滑带C-3呈环形或X型交叉绑定于膝关节上下方，其中，所述下端加固防滑带C-1和上端加固防滑带C-2的弹性模量大于0.1MPa、摩擦系数大于0.4、压力大于10mmHg。

第一实施例：

参考图6，是本发明动态生物功能腿部护具的第一实施例的结构示意图。

第一实施例中，各保护带的结构和位置可以参考上述图2的介绍，此处不再赘述。本实施例中，髌骨肌腱保护带A-2具体包括左右各一条从髌骨下沿出发的保护带，两个保护带都沿十字韧带保护带A-1的两旁向上延伸，加强髌骨肌腱的压力。

利用本现有的发明技术制备了不同变形条件下具有不同弹性模量的针织材料用于本设计的腿部护具中，各区域的材料特性具体如下表1所示，该实施例中将个区域对应的材料缝合形成一个筒形的整体。

表1

本实施例中，实际穿着测试结果表明在一个可控的环境气象室中，当受试者穿着所设计的护具反复做下蹲站立动作，其髌骨肌腱部分的所受压力，下蹲到膝角90°时，所受压力最大，其平均值为55mmHg；站立时膝角180°，所受压力最小，其平均值为30mmHg。

第二实施例：

参考图7，第二实施例与第一实施例可以是同一款腿部护具的不同的绑带方法，如图中，省略掉了膝关节下加固防滑带C-4，膝关节上加固防滑带C-3在第一实施例的基础上重复增加了一个，加强该保护带的压力，从而加强该部分的紧固力和支撑力。另外，对于髌骨肌腱保护带A-2具体包括左右各两条从髌骨下沿出发的保护带，四个保护带都沿十字韧带保护带A-1的两旁向上延伸，加强髌骨肌腱的压力。

第三实施例：

参考图8，该实施例中，利用热舒适区B的具有动态单向导水功能的面料以及贴胶的复合材料结合实现加强回弹力的功能。在各保护带利用压胶的方 法，加强该保护带的压力，从而加强该部分的紧固力和支撑力。对于髌骨肌腱保护带A-2，具体包括左右各三条从髌骨下沿出发的保护带，六条保护带从髌骨下沿出发的保护带都沿十字韧带保护带A-1的两旁向上延伸，加强髌骨肌腱的压力。

加贴胶的材料特性为单位重量为250g/m2，厚度小于1.1mm，空气阻力0.03kPa.s/m，隔热度小于0.19Clo，刚度在1以内，弹性模量正向经小于10.44MPa，弹性模量返回经为小于7.8MPa，弹性模量正向纬小于5.58MPa，弹性模量返回纬小于4.52MPa，延滞经小于0.031，延滞纬小于0.01。

第四实施例：

参考图9，第四实施例全腿护主要是为了进一步加强髌骨稳定，在膝窝部分增加一个X型固定部，X型固定部横向设置于膝窝处，X型固定部两旁的上下延伸的两个连接端分别连接弹性绑带，绑带为半圆形，在髌骨的上下部分分别利用魔术贴固定，从而起到稳定髌骨的作用。膝窝增加的X型固定部，其材料与十字韧带保护带A-1的材料相同。

实际穿着测试结果表明在一个可控的环境气象室中，当受试者穿着所设计的护具反复做下蹲站立动作，其髌骨肌腱部分的所受压力入下图，下蹲到膝角90°时，所受压力最大，其平均值为45mmHg；站立时膝角180°，所受压力最小，其平均值为12mmHg。

综上所述，本发明中基于人体运动过程中的生物力学特征设置的生物力学保护带，其具体包括对主要的肌肉群或者韧带进行保护的4个保护带，而且其中的十字韧带保护带和髌骨肌腱保护带的弹性模量基于佩戴者膝部弯曲导致的面料拉伸比例发生阶段性变化，实现在运动过程中运动员做屈膝动作时提供舒适的弹性保护，根据不同的运动屈膝幅度所造成的膝角度大小相应地自动调节膝部材料的弹性模量，从而实现在小膝角及高运动量下都能提供健康舒适的弹力保护，屈膝小时减少运动阻碍、增强运动感觉，屈膝大时提供更大的回弹力进行保护，防止或减少膝关节损伤，同时防止肌腱和韧带及肌肉拉伤，改善运动姿势；同时，根据不同运动需要，设计大腿肌肉群保护带和小腿肌肉群保护带，以加强小腿和大腿的肌肉紧固力，以达到稳定膝关节和肌肉群，防止或 减少膝关节损伤，同时防止韧带及肌肉拉伤，改善运动姿势的作用。进一步的，热舒适区由动态单向导水布料构成，可以将佩戴者体表产生的汗液泵出护具，有效提高膝窝汗液在护具中的传递与蒸发效率以达到提高膝窝皮肤表面热散失效率，延缓人体核心体温的上升速率，进而改善其运动能力。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。