【摘要】：近年來,有下肢功能性障礙的患者逐漸增加,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)提高患者生存能力與生活水平,加快患者的康復(fù)進程。下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的研究過程非常復(fù)雜,它涉及到醫(yī)學(xué)、控制、機械等多種學(xué)科領(lǐng)域,其中人體步態(tài)運動的分析與規(guī)劃是多體位下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)之一,它是康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計的基本前提,對下肢平衡功能的訓(xùn)練、康復(fù)器控制系統(tǒng)的選擇等都有著重要的意義。本文首先選用D-H法進行人體下肢的正運動分析與逆運動分析,并基于剛體性建模方法中的牛頓歐拉法建立人體下肢步態(tài)運動中支撐期的模型;對常用的幾種仿真軟件進行分析比較后選擇Matlab/Simmechanics建立人體下肢運動的模型并加以仿真,通過實驗仿真得出的下肢運動力矩曲線來分析人體下肢運動的規(guī)律。其次利用三維動態(tài)捕捉技術(shù)采集人體下肢運動過程中髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)的運動軌跡坐標,對運動軌跡坐標進行Matlab仿真再現(xiàn),得出髖、膝關(guān)節(jié)位置坐標曲線與力矩變化曲線,將所建模型的仿真結(jié)果與實驗測試結(jié)果進行對比分析,結(jié)果表明理論部分所建模型與實際情況相吻合。最后參考實驗測得的健康成年男性的步態(tài)特征,選取步速、步長與關(guān)節(jié)角位移變化軌跡作為步態(tài)規(guī)劃的有效參數(shù),分析并規(guī)劃起步、中步與止步這三個階段的運動,將每個階段的步態(tài)規(guī)劃完整的順連在一起,完成一個周期的步態(tài)規(guī)劃。本文旨在為多體位下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的研究提供參考依據(jù)。
[Abstract]:In recent years, the number of patients with functional disorders of the lower limbs increased gradually. Modern medicine adopted the lower limb rehabilitation training system to improve the survival ability and living standard of the patients and accelerate the rehabilitation process of the patients. The research process of lower limb rehabilitation training system is very complicated. It involves many disciplines such as medicine, control, machinery and so on. The analysis and planning of human gait movement is one of the key techniques in the design of rehabilitation training system for lower limbs in multi-position. It is the basic premise of the design of rehabilitation training system. It is of great significance to the training of lower limb balance function and the selection of rehabilitation device control system. In this paper, first, the DH method is used to analyze the forward motion and the inverse motion of the human lower limbs, and based on the Newton-Euler method in the rigid modeling method, the model of the supporting period in the gait movement of the human lower limbs is established. After the analysis and comparison of several commonly used simulation software, Matlab/Simmechanics is selected to set up the model of human lower limb movement and simulate it. The movement law of human lower limb is analyzed by the dynamic moment curve of lower limb movement obtained by experimental simulation. Secondly, three-dimensional dynamic capture technology is used to collect the motion trajectory coordinates of hip joint and knee joint in the process of human lower limb movement, and the motion trajectory coordinates are simulated by Matlab, and the curve of position coordinates and torque curves of hip and knee joints are obtained. The simulation results of the model are compared with the experimental results. The results show that the theoretical part of the model is consistent with the actual situation. Finally, referring to the gait characteristics of healthy adult men measured by the experiment, the trajectory of gait, step size and joint angular displacement is selected as the effective parameters of gait planning, and the movement of the three stages of gait planning is analyzed and planned, that is, the beginning, the intermediate step and the stop step. The gait planning of each stage is connected together to complete a periodic gait planning. The purpose of this paper is to provide a reference for the research of rehabilitation training system of lower limbs in multi-position.
【學(xué)位授予單位】：長春大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242;TH789

【參考文獻】

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本文編號：2463953