一種用于步態(tài)檢測(cè)的柔性雙足助力機(jī)器人感知系統(tǒng)的研究.pdf

1、可穿戴步行助力機(jī)器人是一種交互式機(jī)器人系統(tǒng)，在日常生活、運(yùn)動(dòng)康復(fù)、臨床醫(yī)療及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域有廣闊的前景。它通過感知系統(tǒng)獲取穿戴者的運(yùn)動(dòng)意圖，并檢測(cè)當(dāng)前人體及機(jī)器人所處的狀態(tài)，利用這些信息規(guī)劃、控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，幫助人體完成步行運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作。
　　 機(jī)器人對(duì)人體進(jìn)行助力的第一步就是對(duì)人體運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別。而步行運(yùn)動(dòng)的最重要的特點(diǎn)是呈現(xiàn)出一定的周期性。機(jī)器人對(duì)人體的助力首先要對(duì)步態(tài)的周期性進(jìn)行檢測(cè)，識(shí)別步態(tài)各個(gè)周期并針對(duì)不同周期的運(yùn)

2、動(dòng)特點(diǎn)規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。而步行過程中，足底與地面的接觸力是非常重要的信息，隨步行的過程足底壓力也表現(xiàn)出響應(yīng)的周期性。本文首先對(duì)人體步行運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入分析，找出足底壓力與步態(tài)變化的同步特點(diǎn)，然后設(shè)計(jì)了機(jī)器人的感知系統(tǒng)，通過采集足底的壓力變化信息對(duì)步態(tài)的周期進(jìn)行識(shí)別、劃分，從而使控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同的步態(tài)相位，規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人的動(dòng)作更柔順、得到更好的助力效果。
　　 本文的主要內(nèi)容如下：
　　 1.分析人體步態(tài)運(yùn)動(dòng)的

3、特點(diǎn)：從解剖學(xué)角度入手，分析步行時(shí)下肢的運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，并調(diào)研步態(tài)檢測(cè)的方法。
　　 2.感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：介紹了感知系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)概念，對(duì)足底壓力傳感器選型，設(shè)計(jì)調(diào)理電路，標(biāo)定傳感器，并編寫了數(shù)據(jù)采集的軟件，完成感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 3.利用感知系統(tǒng)對(duì)人體步行做實(shí)驗(yàn)研究：對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法和環(huán)境進(jìn)行介紹。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，對(duì)其中的特征進(jìn)行描述與解釋，并深入分析各步態(tài)周期內(nèi)的特征。最后提出步態(tài)周期劃分、識(shí)別的方法，并驗(yàn)