外骨骼服性能評(píng)估系統(tǒng)的研究.pdf

1、外骨骼服是一種可穿戴仿人機(jī)械裝置，主要用于增強(qiáng)人體機(jī)能?，F(xiàn)今對(duì)外骨骼技術(shù)的研究方興未艾，其使用范圍也逐漸變得廣泛。外骨骼技術(shù)融合了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、可穿戴計(jì)算、通信甚至人工智能等學(xué)科內(nèi)容，且更多其他學(xué)科的技術(shù)被應(yīng)用到外骨骼服的研究中。目前對(duì)外骨骼技術(shù)的研究主要集中在步態(tài)識(shí)別，感知控制以及機(jī)械設(shè)計(jì)等部分，對(duì)外骨骼綜合性能評(píng)估研究尚為空白。
　　本文分析了外骨骼性能評(píng)估過程，建立了一個(gè)總體評(píng)估模型，并引入了模糊綜合評(píng)價(jià)的方法對(duì)外骨

2、骼性能進(jìn)行了評(píng)估。首先，從外骨骼服系統(tǒng)自身以及使用者的角度出發(fā)，分析了反映外骨骼性能的指標(biāo)空間以及它們對(duì)性能的影響和各自定義，提出了能夠反映外骨骼性能的指標(biāo)，從而建立起評(píng)估的指標(biāo)集；其次，根據(jù)指標(biāo)的特點(diǎn)提出了獲取指標(biāo)元素值的方法：對(duì)于“硬指標(biāo)”如膝關(guān)節(jié)角度使用加速度傳感器，設(shè)計(jì)硬件電路、數(shù)據(jù)通信格式以及數(shù)據(jù)處理程序，成功地搭建了膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量平臺(tái)，對(duì)于“軟指標(biāo)”如心理負(fù)荷，通過對(duì)使用者操作外骨骼時(shí)的心理負(fù)荷情況進(jìn)行分析，確定了使用NAS

3、A-TLX量表的方法來測(cè)量心理負(fù)荷的大小，之后，在所設(shè)計(jì)的測(cè)試平臺(tái)上設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)前后指標(biāo)值的變化；最后，在獲得指標(biāo)集元素的指標(biāo)值后，采用模糊綜合評(píng)價(jià)的方法對(duì)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：根據(jù)所得指標(biāo)值的特點(diǎn)，進(jìn)一步抽象出評(píng)估指標(biāo)組成指標(biāo)集合，并通過層次分析法確定了指標(biāo)集中每個(gè)元素的權(quán)重，之后選取合適的隸屬度函數(shù)，根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通過模糊綜合評(píng)價(jià)的方法，獲取了隸屬度關(guān)系矩陣并采用合適的模糊綜合評(píng)價(jià)的算子，將權(quán)重集和模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)