对于跌倒的学术定义为,在突发条件下,由于失去平衡而导致的身体与地位等平面进行的碰撞,摔倒过程中除了髋部和腕关节,膝盖也是较容易受伤的部位。目前国内外市场的研究主要侧重膝关节的医学防护、跌倒运动状态的检测以及护膝产品的研究。市面上的护膝产品分为有填充材料的和无填充材料的。无填充材料的护膝主要作用就是保温以及通过包覆膝部减少运动过程中关节扭转、过伸和弯曲造成的伤害,抗冲击性能一般。有填充材料的护膝主要使用聚氨酯和海绵,抗冲击性能较好,但是吸湿、透气、舒适性能不佳。市面上的护膝产品的参数中没有提及其具体达到何种防护水平,国内外对于护膝的防护性能研究也仅仅停留在面料性能方面,从生物力学角度研究其实际防护性能的还较少。本文结合无缝针织产品贴体性强、吸湿透气性好,且组织结构厚实丰富的特点,研究具有较好防护性能的无缝护膝产品。本文以膝盖运动损伤为基础,通过三维动态捕捉系统准确捕捉摔倒过程中人体膝盖部位运动轨迹,运用逆动力学原理分析膝盖受力状况,来评判多组护膝防护性能,并进行服用性能测试和综合性能评价,建立从人体运动动态捕捉到无缝护膝的设计开发的完整系统。本文开篇详细阐述了护膝的具体防护机理,结合已有多个学科的理论成果,分析人体跌倒原因和防护办法。其次进行无缝护膝试样设计和织造,以三维织物组织突出的防护性能为核心,经过对已有科研成果的深入了解,采用试验设计的方法进行样本量的确定,结合最新加工工艺,完成了9种试验样品的制作,对其密度、平方米克重、厚度等参数进行测试。然后进行基于逆动力学的护膝试样防护性能测试。利用三维动态捕捉系统精确捕捉人体摔倒动作,通过标记在人体上的发光点来测得人体膝盖关节在运动过程中的运动曲线,采用相应的运动原理进行整个运动过程的还原,从监测得到的运动参数反求其力学特征,以此来分析人体膝盖部位的受力情况,评判各组试样的防护性能。通过正交分析研究材料、组织结构、密度对护膝防护性能的具体作用效果,根据试验得到的数据表明,在三种参数汇总对于其性能影响最大的为材料的密度,密度越大,制动性能越好。罗纹组织>吊针组织>交错组织。8tex/100f涤纶+20D氨纶/50D锦纶包覆纱的制动性能优于14tex涤粘混纺纱+20D氨纶/30D锦纶包覆纱和7tex/144f涤纶+20D氨纶/30D锦纶包覆纱。材料为8tex/100f涤纶+20D氨纶/50D锦纶包覆纱,罗纹组织、密度紧密的护膝制动性能最好。影响织物抗冲击性能的主要因素依次是密度、组织结构、材料。材料为8tex/100f涤纶+20 D氨纶/50 D锦纶包覆纱,采用交错编织的形式,密度最大的织物抗冲击性能最好。最后对9组试样的弹性、变形率、透湿性、透气性等服用性能进行测试,利用熵权TOPSIS法对9种实验试样进行综合评价排序,进行无缝护膝产品优化和开发。本课题从理论上证明影响护膝防护效果的机制,根据已有的逆动力学原理,进行具体运动过程的反求,结合已有的多学科的相关理论,建立起较为完善的无缝护膝产品开发的流程,为纺织服装行业生产出更好的运动防护产品提供一定的参考。