仿生腿膝踝協(xié)調(diào)控制機理的研究.pdf

1、目前大多數(shù)的大腿假肢只是考慮了膝關(guān)節(jié)的功能，但對于膝上截肢患者來說，假肢踝關(guān)節(jié)的性能同樣對步態(tài)具有很大影響。而具有膝踝協(xié)調(diào)控制功能的仿生大腿假肢的研制可以彌補這種不足，使殘疾人的步態(tài)趨于自然。因此，在仿生大腿的研發(fā)過程中，膝踝協(xié)調(diào)控制機理的研究非常重要。為此，本文主要研究了以下內(nèi)容：
　　(1)通過VICON三維步態(tài)分析系統(tǒng)采集正常人在快、中、慢三種不同步速下的步態(tài)數(shù)據(jù)，并用SPSS軟件統(tǒng)計分析了行走步速對步態(tài)參數(shù)的影響，研究發(fā)現(xiàn)

2、步速的變化對步幅、步長、站立相百分比、對側(cè)腳離地百分比以及足尖離地時膝踝關(guān)節(jié)的角度等均有不同程度的影響，為研發(fā)可以自動適應(yīng)快、中、慢三種步速的仿生大腿假肢提供設(shè)計依據(jù)。
　　(2)采集了膝上假肢穿戴者的步態(tài)數(shù)據(jù)，比較分析了膝上假肢穿戴者健肢側(cè)和殘肢側(cè)的步態(tài)差異，以及膝上假肢穿戴者和正常人的步態(tài)差異，分析假肢穿戴者運動過程中存在的問題，研究發(fā)現(xiàn)膝上假肢穿戴者兩側(cè)的對稱性比較差，殘側(cè)站立相短且擺動期長，健側(cè)擺動期短且站立相長，這是由于

3、患者所穿戴假肢的機構(gòu)性能以及患者心理因素的綜合影響的結(jié)果，對仿生大腿假肢的設(shè)計和控制具有重要意義。
　　(3)選取合適的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提出并驗證了通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究膝踝協(xié)調(diào)運動關(guān)系的研究方法，研究表明基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由膝關(guān)節(jié)的運動信息可以很好的預(yù)測出踝關(guān)節(jié)的運動信息，并初步探討了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的膝踝協(xié)調(diào)控制方法，為全智能膝踝協(xié)調(diào)假肢的研發(fā)提供了理論依據(jù)。
　　(4)對人體下肢進(jìn)行動力學(xué)分析，并建立了人體下肢