【摘 要】
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随着科学技术的发展,膝关节假肢逐步从被动式、纯机械向智能型转变,动力型假肢膝关节成为智能型假肢研究的主要热点。动力型假肢区别于以往的半被动型假肢,以往的被动型假肢仅通
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随着科学技术的发展,膝关节假肢逐步从被动式、纯机械向智能型转变,动力型假肢膝关节成为智能型假肢研究的主要热点。动力型假肢区别于以往的半被动型假肢,以往的被动型假肢仅通过控制系统进行膝关节结构的阻尼调节,在固定的步速下降低假肢穿戴者的负担,本论文中所设计的动力型假肢,主要依靠所装配的电机提供动力,利用有限状态机的控制方法来协调运动,以达到与健肢侧相互协调的目的。本文的主要内容如下:1、通过QuaRc平台采集人体在不同路况和不同步速的运动过程中产生的加速度、陀螺仪、压力传感器信息,通过将采集的信息与VICON MX步态信息系统采集的膝关节数据进行对比分析,最终获得膝关节运动的位移及方向信号,进而将膝关节运动的位移及方向信号转化为动力型假肢膝关节的运动信号并建立动力型假肢膝关节的运动控制数据库。2、根据动力型假肢的定义,动力型假肢膝关节应具有能够为假肢穿戴者行走提供所需的动力,同时达到与健肢侧的协调运动的能力。由于人体下肢的运动步态周期性和重复性很强,本论文采用一种基于传感器驱动“有限状态机”(FSM)方法对动力型假肢膝关节控制方法进行研究。3、利用Simulink中的有限状态机模块stateflow进行五种典型路况的控制器建模,并进行仿真试验,得到不同路况下的电机控制信号。将得到的控制信号与电机连接,进行初步的动力型假肢膝关节控制实验。
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