本文關(guān)鍵詞：智能假肢膝踝協(xié)調(diào)控制與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：安裝智能假肢是補(bǔ)償截肢者運(yùn)動(dòng)功能的最佳途徑。目前進(jìn)入市場(chǎng)的智能假肢大多只考慮膝關(guān)節(jié)的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的假肢少之又少，且都存在步態(tài)不協(xié)調(diào)、假肢容易損壞和穿戴者能耗大等問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能膝踝協(xié)調(diào)假肢產(chǎn)品是當(dāng)前我國(guó)康復(fù)領(lǐng)域極其迫切的任務(wù)。本課題就是致力于研究能夠?qū)崿F(xiàn)膝踝協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的智能假肢控制系統(tǒng)，主要工作如下： 首先通過(guò)認(rèn)真分析正常人行走的步態(tài)特征，，利用多傳感器對(duì)人行走時(shí)的步態(tài)信息進(jìn)行采集，并重點(diǎn)分析殘疾人穿戴膝踝協(xié)調(diào)假肢行走時(shí)所對(duì)應(yīng)的膝關(guān)節(jié)角度信號(hào)變化，最終實(shí)現(xiàn)了只需要在假肢膝關(guān)節(jié)上安裝霍爾傳感器，便可以對(duì)假肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行步態(tài)識(shí)別，為接下來(lái)的控制方法研究奠定理論基礎(chǔ)。 其次簡(jiǎn)要介紹了假肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，分析了氣缸工作原理；利用有限狀態(tài)機(jī)的控制方法對(duì)假肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的步態(tài)進(jìn)行了劃分并制定了每種步態(tài)下的控制策略，建立了不同步速下假肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的針閥開(kāi)度知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫(kù)。 然后設(shè)計(jì)了符合假肢功能要求的膝踝協(xié)調(diào)控制器，編寫(xiě)了系統(tǒng)控制程序，并通過(guò)對(duì)霍爾傳感器信號(hào)的實(shí)時(shí)采集實(shí)現(xiàn)了步態(tài)的識(shí)別，在不同步態(tài)產(chǎn)生不同阻尼，實(shí)現(xiàn)了步速跟隨的目標(biāo)，使步態(tài)更加協(xié)調(diào)、自然。 接著為了實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)了上位機(jī)調(diào)試系統(tǒng)和手持遙控器調(diào)試系統(tǒng)，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)者提供了便利的平臺(tái)；對(duì)膝踝假肢的調(diào)試方法進(jìn)行了總結(jié)，并通過(guò)臨床試驗(yàn)驗(yàn)證了智能膝踝協(xié)調(diào)假肢能夠基本模擬正常人的步態(tài)，實(shí)現(xiàn)了假肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。 最后對(duì)本文的主要工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了創(chuàng)新點(diǎn)，并分析了設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，對(duì)今后的智能假肢控制系統(tǒng)的工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：步態(tài)識(shí)別 有限狀態(tài)機(jī) 膝踝協(xié)調(diào)控制器 調(diào)試系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.17;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究意義10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況10-13
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展概況10-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況13
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 人體下肢運(yùn)動(dòng)特征與步態(tài)識(shí)別15-25
• 2.1 人體下肢運(yùn)動(dòng)特征15-18
• 2.1.1 人體下肢運(yùn)動(dòng)的分析15-17
• 2.1.2 人體步態(tài)特征的選取17-18
• 2.2 步態(tài)識(shí)別18-24
• 2.2.1 傳感器的選擇18-20
• 2.2.2 步態(tài)識(shí)別方法研究20-24
• 2.3 小結(jié)24-25
• 第三章 膝踝協(xié)調(diào)控制方法的研究25-35
• 3.1 假肢膝踝結(jié)構(gòu)25-27
• 3.1.1 假肢膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)25
• 3.1.2 假肢踝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)25-26
• 3.1.3 工作原理26-27
• 3.2 有限狀態(tài)機(jī)控制方法27-33
• 3.2.1 有限狀態(tài)機(jī)基本原理27-29
• 3.2.2 有限狀態(tài)機(jī)在膝踝協(xié)調(diào)控制中的應(yīng)用29-31
• 3.2.3 有限狀態(tài)機(jī)控制策略的實(shí)驗(yàn)研究31-33
• 3.3 小結(jié)33-35
• 第四章 智能假肢膝踝協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì)35-55
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)35-46
• 4.1.1 msp430 單片機(jī)簡(jiǎn)介36-37
• 4.1.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)37-38
• 4.1.3 電源模塊設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.4 傳感器模塊設(shè)計(jì)39-41
• 4.1.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)41-43
• 4.1.6 串口通信模塊設(shè)計(jì)43-44
• 4.1.7 紅外通信模塊設(shè)計(jì)44-46
• 4.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-53
• 4.2.1 主程序的設(shè)計(jì)與分析46-47
• 4.2.2 中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)47-53
• 4.3 小結(jié)53-55
• 第五章 假肢調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與臨床試驗(yàn)55-69
• 5.1 上位機(jī)調(diào)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)55-56
• 5.2 手持遙控器調(diào)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)56-61
• 5.2.1 手持遙控器的功能設(shè)計(jì)56-58
• 5.2.2 手持遙控器的硬件設(shè)計(jì)58-60
• 5.2.3 手持遙控器的軟件設(shè)計(jì)60-61
• 5.3 調(diào)試方法的研究61-64
• 5.4 臨床試驗(yàn)64-67
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介64-65
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)分析65-67
• 5.5 小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論69-71
• 6.1 論文完成的主要工作69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀學(xué)位期間所獲得的相關(guān)科研成果77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;智能假肢研制成功[J];廣州經(jīng)濟(jì);1994年05期

2 陳海榮;;新一代智能假肢[J];上海生物醫(yī)學(xué)工程;2005年04期

3 趙軍紅;;智能假肢讓每根手指活動(dòng)自如[J];共產(chǎn)黨員;2010年20期

4 楊鵬;柏健;王欣然;耿艷利;;基于有限狀態(tài)機(jī)控制的智能假肢踝關(guān)節(jié)[J];中國(guó)組織工程研究;2013年09期

5 王人成;金德聞;;仿生智能假肢的研究與進(jìn)展[J];中國(guó)醫(yī)療器械信息;2009年01期

6 金德聞,王人成;人工智能假肢[J];中國(guó)臨床康復(fù);2002年20期

7 楊志勇;國(guó)外最新醫(yī)療保健產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介[J];醫(yī)療保健器具;2000年Z1期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐錚奎;戰(zhàn)地急救需求催生四種突破性醫(yī)械[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 王輝;智能假肢的控制機(jī)理及控制系統(tǒng)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2005年

2 王錕;智能假肢膝踝協(xié)調(diào)控制與應(yīng)用[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

3 柏健;智能假肢膝踝協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2013年

4 郭宏博;腦電圖信號(hào)識(shí)別技術(shù)在智能假肢領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[D];東北大學(xué);2012年

5 石增光;基于DSP的智能假肢膝關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

6 熊靜;下肢姿態(tài)檢測(cè)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)預(yù)測(cè)算法研究[D];杭州電子科技大學(xué);2009年

7 楊敏;基于ADAMS二次開(kāi)發(fā)的智能假肢膝關(guān)節(jié)仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)的研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

  本文關(guān)鍵詞：智能假肢膝踝協(xié)調(diào)控制與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：311417