主動(dòng)式智能踝關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用.pdf

1、隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展和人們生活水平的提高，主動(dòng)式智能踝關(guān)節(jié)假肢引起了廣泛的關(guān)注。主動(dòng)式假肢由動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供助人行走的動(dòng)力，利用人體信息控制動(dòng)力機(jī)構(gòu)，使它具有人的功能和特性，實(shí)現(xiàn)人的肢體運(yùn)動(dòng)，改善了截肢者的步態(tài)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　本文首先認(rèn)真分析了人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的特征和步態(tài)信息，特別從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行了研究。利用Vicon MX系統(tǒng)采集五種典型路況下的踝關(guān)節(jié)角度曲線和步行信息。其次,根據(jù)人體腳踝和假肢踝關(guān)節(jié)的特

2、點(diǎn)，設(shè)計(jì)了主動(dòng)式智能踝關(guān)節(jié)假肢的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，引入了基于CPG的主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢運(yùn)動(dòng)軌跡的分段線性化的控制方法，最后通過(guò)Matlab仿真,驗(yàn)證了這種控制方法的有效性，為主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的控制提供理論依據(jù)。然后，在有效的控制策略和滿足假肢功能要求的基礎(chǔ)上，建立了主動(dòng)式假肢控制系統(tǒng)的硬件框架，包括控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、多傳感器部分。根據(jù)控制原理和硬件結(jié)構(gòu)，編寫了系統(tǒng)控制程序，實(shí)現(xiàn)了假肢速度和角度的識(shí)別和控制，也為后續(xù)的開發(fā)者打下了基礎(chǔ)。