得益于康復(fù)醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合,康復(fù)機器人已取得一定成效。感知系統(tǒng)作為康復(fù)機器人系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,不僅需要獲取人體各項運動生理信息,也是意圖識別、痙攣檢測以及運動性肌肉疲勞評估等眾多應(yīng)用的前提。本文針對一款踏車式康復(fù)機器人設(shè)計了基于多傳感器的感知系統(tǒng),并將其應(yīng)用于運動性肌肉疲勞評估。首先,闡述了人體各項運動生理信息的采集原理,著重分析了表面肌電信號的產(chǎn)生機理、信號特征以及噪聲來源,并據(jù)此設(shè)計了表面肌電傳感器;基于測力懸臂梁設(shè)計了足底壓力傳感器,采用霍爾角度傳感器設(shè)計了關(guān)節(jié)活動度傳感器,采用PulseSensor脈搏傳感器采集脈搏信號。測試了表面肌電噪聲性能與頻譜特性,輸出噪聲為0.545mV。試驗標(biāo)定了足底壓力傳感器與關(guān)節(jié)角度傳感器的靈敏度與非線性誤差,結(jié)果表明各傳感器指標(biāo)均滿足實際需求。其次,基于NI CompactRIO嵌入式平臺設(shè)計了多傳感器感知系統(tǒng),包括硬件模塊配置、軟件系統(tǒng)架構(gòu)配置以及軟件設(shè)計,實現(xiàn)了多傳感器同步采集、數(shù)據(jù)實時顯示以及大量數(shù)據(jù)存儲。然后,針對感知系統(tǒng)在運動性肌肉疲勞評估的應(yīng)用,依據(jù)表面肌電信號非平穩(wěn)非線性的特性,提出了基于HHT邊際譜熵的肌肉疲勞感知方法。... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

課題組研制的下肢康復(fù)機器人

程技術(shù)的突飛猛進及其與康復(fù)醫(yī)學(xué)的有機結(jié)合，康復(fù)得了一系列研究成果。國外最早在 20 世紀(jì) 60 年代開人方面的研究。如前文所述，本課題主要針對課題組計感知系統(tǒng)，因此以下主要闡述下肢康復(fù)機器人感知器人感知系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀世聯(lián)邦理工學(xué)院研制的 Lokomat 是最典型的外骨骼式構(gòu)包含了下肢膝、髖關(guān)節(jié)以及骨盆側(cè)向運動和髖關(guān)節(jié)內(nèi)動關(guān)節(jié)均可獨立控制以實現(xiàn)模擬自然步態(tài)軌跡，并具關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)提供助力。Locomat 的感知系統(tǒng)在肌肉外信號，進行運動模態(tài)的感知。通過人機交互界面(HumMI)，患者可對步態(tài)軌跡和恢復(fù)情況進行實時校準(zhǔn)和驗證調(diào)康復(fù)訓(xùn)練。目前 lokomat 下肢康復(fù)機器人已經(jīng)獲得了在商業(yè)應(yīng)用中占了一席之地[12]。

圖1. 5 Haptic Walker康復(fù)機器人Fig 1.5 Haptic Walker rehabilitation robot式康復(fù)訓(xùn)練機器人，主要分為單自由度周運動，典型的產(chǎn)品主要有德國 Mediced viva2，訓(xùn)練時患者坐在普通輪椅或座部做圓周運動即可實現(xiàn)下肢一定規(guī)律的訓(xùn)練、助力訓(xùn)練和主動訓(xùn)練，由于機械結(jié)行安全可靠，在實際使用中較為廣泛。生痙攣時機器會逐漸停止運轉(zhuǎn)，并向反痙攣檢測與控制可以有效減少患者痙攣訓(xùn)練過程中的數(shù)據(jù)[16]。


本文編號：2919232