近年來,隨著老年人口和關節(jié)炎、中風等患者數量的持續(xù)增長,智能康復機器人越來越受到重視,逐漸成為輔助傳統(tǒng)理療師進行康復訓練的重要工具。在機器人輔助康復領域,為了實現患者主導的、自然的、智能的機器人控制,需充分考慮患者的主動運動意圖和肌體活動狀態(tài),通過人體骨骼肌模型創(chuàng)建人機交互接口和系統(tǒng),可為輔助型康復機器人提供一種自主靈活的控制手段,在保證人體主觀性和靈活性的前提下,改善患者的康復效果。本文以人體關節(jié)運動的動力部分——骨骼肌為對象,結合運動過程中的表面肌電信號分析和運動學信息反饋,研究人體運動產生的生物力學過程,建立一種新型的人體下肢骨骼肌模型,并基于該模型設計并實現一種直觀自然、靈活高效、安全可靠的人機交互系統(tǒng)。主要研究工作包括:(1)為提高骨骼肌肉模型的準確性,針對肌肉活動的個體性差異,研究表征肌體活動狀態(tài)的人體表面肌電信號特征提取方法,并通過實驗分析肌電信號與力信息的映射關系以及肌電信號參數與關節(jié)角度的相關性。在此基礎上,選取合適的肌電特征值作為骨骼肌模型的輸入,在實際環(huán)境中對所提取特征參數進行實驗驗證和分析。(2)針對人機交互接口自主性和準確性不足的問題,提出一種改進的下肢骨骼肌...

【文章頁數】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1Hill肌肉模型

建模方面[6]。由于Hill模型的深了研究和改進，不斷將不同的思深入研究，Huxley提出著名的研究肌肉的收縮力，這也是科。我國的馮元幀在1983年為了其進行驗證。通過實驗驗證，能對肌肉力進行研究。自此，對肌肉模型進行了簡化,把肌肉尼器。文獻[10-11]在最大電刺激等....

圖1-2TUPLEE下肢外骨骼[47]

圖1-2TUPLEE下肢外骨骼[47]腦電信號一樣，肌電信號也可以被用于虛擬人機交互系統(tǒng)。基勢識別結果控制所構建的虛擬環(huán)境中的物體，從而實現人與虛好交互。中國科技大學的楊宇等人設計了一個飛機模擬飛行小勢來實現對飛機的控制，實現了基于肌電信號的虛擬人機交互生動形象、控制準確率....

圖2-1表面肌電信號采集設備

進行了分析研究與實驗驗證，選取出合適的肌電特征值輸入。生理信號采集面肌電信號采集用Biometrics公司的表面肌電傳感器和采集分析系統(tǒng)來采集系統(tǒng)的表面肌電電極SX230是一種主動感應傳感器的信號采集并且使用非常方便。無論設備是在靜態(tài)還是需要做一些很簡單的準備工作。相比傳....

圖2-3人體下肢肌肉分布圖

圖2-3人體下肢肌肉分布圖組織的功能、位置分布以及多次試驗結果綜合分析sFemorismuscle，BF）作為膝關節(jié)屈運動所對應的RectusFemorismuscle，RF）作為膝關節(jié)伸運動所據來源于年齡分布在20-30歲之間的六個健康受試電采集系統(tǒng)實時采集多個....

本文編號：4005149