【摘要】：全球有數(shù)百萬人患有下肢疾病。被動式踝關(guān)節(jié)假肢不能夠完全實現(xiàn)踝關(guān)節(jié)功能。在市場上很少有主動式踝關(guān)節(jié)假肢,其在站立階段可以比現(xiàn)有的被動式踝關(guān)節(jié)假肢提供更好的支撐功能,但它們的功率較小不足以支撐人體重量。本文提出了一種采用電液直驅(qū)技術(shù)的主動式踝關(guān)節(jié)假肢。這樣做的目的是在步態(tài)周期中提供足夠的踝關(guān)節(jié)力矩,即在動力跖屈(PF)和擺動階段(DF)。在步態(tài)的其余部分,踝關(guān)節(jié)假肢驅(qū)動系統(tǒng)可以被動地操作,并具有可控阻尼。研制了一種主動式踝關(guān)節(jié)假肢。采用150瓦無刷直流電機驅(qū)動1.26 cc/Rev雙向齒輪泵。這個踝關(guān)節(jié)PF和DF的阻尼比由旁路節(jié)流閥控制。假肢依靠插座式交流電源供電。對健康人踝關(guān)節(jié)步行特性進行了試驗研究。腳踝傳感器信號為控制器提供設(shè)計依據(jù)。提出了一種采用壓力傳感器(FSR)信號檢測腳跟著地的獨特控制策略的定時控制方法。步態(tài)中期站立時間延遲被添加在腳跟著地的末端和動力跖屈初始階段之間。此延遲時間長度可調(diào)整以適應(yīng)不同的行走速度。分層控制策略旨在確�？刂葡到y(tǒng)在轉(zhuǎn)換到不同模式時的性能。有限狀態(tài)機邏輯被實現(xiàn)為控制算法,其在四種主要人體姿態(tài)(坐,站,跺腳,步行模式和步態(tài)周期中的步態(tài)階段)之間轉(zhuǎn)換時相當有效。開發(fā)了聯(lián)合仿真模型來幫助分析電液直驅(qū)動力人工腳踝的性能特征。這包括無刷直流電機模型和泵控缸系統(tǒng)模型。AMESim與Simulink相結(jié)合,實現(xiàn)了聯(lián)合仿真。主要控制部分是在Simulink中設(shè)計的。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH789

【參考文獻】

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本文編號：2720290