面向病理性震顫抑震機器人生物機械模型的研究.pdf

1、肢體病理性震顫的發(fā)病機理至今尚未明確，無法進行積極的預(yù)防或從根本上治愈。震顫病因和特點的不同,使常用的藥物和手術(shù)治療,只能對某種震顫起作用，且藥物附有不同程度的副反應(yīng)。經(jīng)多年的研究，近年涌現(xiàn)出生物力加載和康復(fù)訓(xùn)練等新型治療方法，其中生物力加載是指通過控制外部負載增加患者手臂的阻尼和慣量，來達到消除震顫的目的，并分為主動和被動兩種方式。
　　抑震系統(tǒng)基于上肢的機械模型，結(jié)合震顫運動信號進行實時調(diào)節(jié)附加設(shè)備，抑制非意向運動。本文基于實

2、驗室研制的兩自由度可穿戴式抑震機器人，從抑震的機理和阻尼器以及病理性震顫的特點出發(fā)，對人體上肢的生物機械模型進行研究。選用反映人體肌肉收縮的肌電信號、關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)力矩等信號，進行模型的分析辨識。并確定采集的方法，利用表面肌電儀采集系統(tǒng)、角度傳感器和六維力傳感器，分別進行實驗者信號的測取。
　　辨識出符合震顫運動特性的機械模型，達到減小抑制意向運動的目的。基于人體震顫和意向運動集中于不同的頻率區(qū)間的特點，將頻率為目標函數(shù)，選用零相

3、位的數(shù)字濾波器和先驗性的濾波算法，分別對意向運動和震顫運動時測取的肌電信號和關(guān)節(jié)角度進行低頻濾波處理，獲取反映震顫特性的信號。
　　根據(jù)分辨出的震顫運動肌電信號，提取信號的輪廓曲線和均方根值，并結(jié)合關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)力矩分別作為系統(tǒng)的輸入和輸出。利用改進的輔助變量法辨識意向運動和震顫運動時關(guān)節(jié)角度和肌電信號間的關(guān)系模型，以及選用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行關(guān)節(jié)力矩和肌電信號的定量關(guān)系的標定，以取得隨肢體運動狀態(tài)而變化的機械模型。
　　進行