基于映射模型的假肢膝關節(jié)控制方法研究.pdf

1、隨著我國下肢截肢患者的日益增多，智能假肢的結構與控制方法的研究與開發(fā)工作的意義也逐步凸顯。一方面將微電子技術，計算機控制技術，智能控制技術，機械設計以及生物醫(yī)學工程技術和仿生技術等融合在一起，研發(fā)出達到世界先進水平的智能假肢，具有深遠的意義；另一方面由于國外假肢產品大多數價格昂貴，我國普通民眾難以接受。通過加大對智能假肢的研究，降低假肢產品的價格，幫助他們像正常人一樣生活、學習和工作，恢復信心，具有顯著的現實意義。
　　目前世界上

2、一些發(fā)達國家和地區(qū)為了彌補截肢患者的肢體缺損，已經研制和生產了種類繁多的假肢產品，但國內在假肢方面的研究和上述地區(qū)相比差距較大。本文從假肢膝關節(jié)的結構和控制方法入手，對智能假肢展開研究：
　?。ㄒ唬┽槍】等梭w的行走進行步態(tài)采集實驗，并對不同健康測試者運動步態(tài)的采集與分析。
　　（二）提出一種僅基于健側膝關節(jié)角度和踝關節(jié)角度的下肢步態(tài)相位判斷方法，建立膝關節(jié)映射數學模型，并據此設計假肢膝關節(jié)的映射控制方法。
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3、設計主動式膝關節(jié)模型樣機，搭建控制系統(tǒng)實驗平臺。針對提出的步態(tài)相位判斷方法和映射控制方法進行仿真和實驗。
　　本文設計了一種主動式假肢膝關節(jié)，降低了行走過程中的能量消耗；提出了一種僅基于健側膝關節(jié)角度和踝關節(jié)角度的下肢步態(tài)判斷方法，減少了傳感器的數量和種類，降低了計算的復雜程度；建立膝關節(jié)的映射數學模型，對膝關節(jié)的運動進行定量分析，提高了下肢在行走過程中的步態(tài)對稱性；最后通過映射控制實驗對所做工作進行驗證，實驗結果良好的說明了膝關