康復(fù)型下肢外骨骼是一種具有人機(jī)交互功能的可穿戴式機(jī)電一體化系統(tǒng),在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著重要的作用和需求。為了實(shí)現(xiàn)康復(fù)型下肢外骨骼狀態(tài)信息的采集、處理、顯示和分析,并識(shí)別出當(dāng)前穿戴者的實(shí)時(shí)步態(tài),為后續(xù)下肢外骨骼控制算法優(yōu)化提供有效的技術(shù)支持。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金《“一源多驅(qū)”式外骨骼剛?cè)崧?lián)動(dòng)控制方法研究》（91748110）的資助下,針對(duì)康復(fù)型下肢外骨骼的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究。本文研究了康復(fù)型下肢外骨骼系統(tǒng)中的人機(jī)交互問題�；趯�(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制策略中的人機(jī)交互應(yīng)用的分析,規(guī)劃了移動(dòng)端手機(jī)APP人機(jī)交互界面功能。研究表明,該功能規(guī)劃方案能夠有效滿足下肢外骨骼狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。本文開發(fā)了下肢外骨骼狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用和服務(wù)端程序�；贏S環(huán)境完成了客戶端移動(dòng)APP的程序開發(fā),將預(yù)先規(guī)劃的功能以獨(dú)立線程的方式依次實(shí)現(xiàn)。搭建了基于MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的WEB服務(wù)端,實(shí)現(xiàn)了多終端數(shù)據(jù)同步功能。并以BP算法訓(xùn)練出步態(tài)預(yù)判模型,初步實(shí)現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的預(yù)判。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文研制的外骨骼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)端模塊能夠?qū)崿F(xiàn)在手機(jī)端APP上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外骨骼狀態(tài)和后期數(shù)據(jù)處理功能,以及基于WEB服務(wù)端的多終端數(shù)據(jù)同步功能... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３輔肋行走裝置

華中科技大學(xué)的黃劍教授和何際平教授課題組將外骨骼與神經(jīng)康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合，提??出外骨骼與電刺激混合輔助伸展訓(xùn)練，使用閉環(huán)控制性電刺激嘗試激活只具有微弱反應(yīng)??甚至己完全癱瘓的肌肉產(chǎn)生功能性運(yùn)動(dòng)圖１．９?（ａ）是華中科技大學(xué)啟動(dòng)肌肉下肢??外骨骼機(jī)器人空載視圖，圖１．９?（ｂ）是踝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉電刺激實(shí)驗(yàn)圖。其下肢外骨骼采??用滑模代理控制（ＰＳＭＣ），能產(chǎn)生一定的阻尼作用，避免位置誤差過大，輔以魯棒滑模??控制（ＣＲＶＣ），促進(jìn)了下肢外骨骼和功能性電刺激相組合的康復(fù)訓(xùn)練。??鍾纖??（ａ）?（ｂ）??圖１．９華中科技大學(xué)康復(fù)型外骨豁機(jī)器人??Ｆｉｇ．ｌ?．９?Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ?Ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ?Ｒｏｂｏｔ?ｏｆ?Ｈｕａｚｈｏｎｇ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｓｃｉｅｎｃｅ?ａｎｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??１．２．２外骨骼步態(tài)信息采集研究現(xiàn)狀??康復(fù)型下肢外骨骼是用以輔助下肢疾病患者進(jìn)行步行和恢復(fù)訓(xùn)練的一種設(shè)備，故其??執(zhí)行動(dòng)作的規(guī)劃都是模仿正常成年人的下肢步態(tài)，外骨骼步態(tài)信息的采集即識(shí)別穿戴者??在步行過程中的動(dòng)作，獲取姿態(tài)信息并輸出至上位機(jī)。??人體動(dòng)作識(shí)別時(shí)模式識(shí)別的一個(gè)重要研究方向，現(xiàn)存應(yīng)用最為廣泛的是直接獲取人??體各關(guān)節(jié)角速度、加速度等信息

Ｆｉｇ．２．１?Ｈｕｍａｎ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｐｌａｎｅ?ａｎｄ?ｓａｇｉｔｔａｌ?ｊｏｉｎｔ?ａｎｇｌｅ??為了方面描述人體在三維空間中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，人體生物力學(xué)把人在空間中按照三維坐??標(biāo)劃定了三個(gè)基準(zhǔn)面，參照?qǐng)D２．１［２９Ｌ矢狀面：平行于的人體顱骨矢狀縫的面，把人體??分成左右兩部分；冠狀面：平行于人體顱骨冠狀縫的面，把人體分成前后兩部分；水平??面：平行于地面的面，把人體分成上下兩部分。??模型是通過主觀意識(shí)把某一事物抽象化后的具象化表達(dá)，而人體生物肌骨模型具有??相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度，所以下肢運(yùn)動(dòng)特征的提取必須先提煉出簡(jiǎn)化的人體運(yùn)動(dòng)模型［３（）］。１９６４年??Ｈａｎａｖａｎ建立了人體鏈環(huán)模型，將人體簡(jiǎn)化為：頭部，上下軀干，左右上臂，左右前臂，??左右手，左右大腿，左右小腿，左右腳１５個(gè)剛體部分。在康復(fù)型下肢外骨骼機(jī)器人建??

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本文編號(hào)：3339051