本文關鍵詞：主動式膝上假肢仿生控制方法及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在醫(yī)療技術迅速發(fā)展的時代，，截肢者對于假肢舒適度的要求越來越高。主動式假肢能為截肢者提供一定的助力，尤其是在上樓梯和上斜坡。由此提出了“生物啟發(fā)（Biological Inspiration）”式的基于中樞模式發(fā)生器的主動式膝上假肢仿生控制的構想。本文主要研究內容如下： 1、了解人體下肢的運動規(guī)律以及步態(tài)的相關知識，并且通過檢測人體下肢髖關節(jié)和膝關節(jié)的運動軌跡更深入的了解人體下肢運動的周期性、節(jié)律性、多樣性和差異性等特征。 2、分析人體的節(jié)律運動控制機理，提出基于中樞模式發(fā)生器的步態(tài)控制方法。利用改進的Hopf振蕩器對膝關節(jié)進行CPG建模，離線學習5種路況下正常速度行走的膝關節(jié)角度軌跡。為了能夠再現(xiàn)膝關節(jié)角度，構造重構方程，根據離線學習到的3組參數值重構5種路況下膝關節(jié)行走時的角度軌跡，方便在線控制。 3、運用Matlab進行仿真，結果表明使用CPG得到的膝關節(jié)角度軌跡與人體關節(jié)角度的變化趨勢相同，并且可以實現(xiàn)根據路況、速度實時調節(jié)，實現(xiàn)了運動的多樣性和步態(tài)的轉換。 4、搭建了雙下肢假肢實驗平臺，使用Labview在雙下肢控制平臺上對仿真結果進行驗證。實驗結果驗證了使用CPG控制步速切換以及各個路況下的行走是可行的。 在很多情況下，假肢穿戴者無法按照自己的感受調整下肢假肢使之發(fā)揮完全的功能，本文不僅能夠實現(xiàn)截肢者自由調整步速，而且能夠隨著路況的改變而調節(jié)，滿足日常生活的需要。
【關鍵詞】：主動式假肢 CPG Hopf振蕩器 重構方程 Matlab仿真
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.17;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 假肢的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 CPG 的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 主要研究內容13-16
• 第二章 下肢運動信號的采集與分析16-22
• 2.1 步態(tài)的相關定義16-17
• 2.2 檢測運動軌跡17-19
• 2.3 步態(tài)的分析19-21
• 2.3.1 個體間的差異性19
• 2.3.2 個體的差異性19-20
• 2.3.3 五種路況下的髖膝關節(jié)角度軌跡20-21
• 2.4 小結21-22
• 第三章 基于 CPG 仿生控制策略的研究22-32
• 3.1 CPG 仿生控制機理的研究22-25
• 3.1.1 CPG 的概念22-23
• 3.1.2 CPG 的控制機理23-25
• 3.2 CPG 的控制模型25-27
• 3.2.1 CPG 數學模型的選取25-26
• 3.2.2 Hopf 振蕩器26-27
• 3.3 CPG 模型的改進27-30
• 3.3.1 學習方程27-29
• 3.3.2 重構方程29-30
• 3.4 小結30-32
• 第四章 基于 CPG 原理的 Matlab 仿真32-48
• 4.1 五種路況下的 Matlab 仿真32-44
• 4.1.1 平地行走的仿真32-36
• 4.1.2 上樓梯的仿真36-38
• 4.1.3 下樓梯的仿真38-40
• 4.1.4 上斜坡的仿真40-42
• 4.1.5 下斜坡的仿真42-44
• 4.2 基于 CPG 的主動式假肢控制方法44-47
• 4.3 小結47-48
• 第五章 基于雙下肢仿生平臺的驗證48-60
• 5.1 雙下肢平臺的介紹48-50
• 5.2 LabVIEW 及其接口50-53
• 5.3 驗證53-58
• 5.4 小結58-60
• 第六章 結論60-62
• 6.1 課題的主要工作及創(chuàng)新點60-61
• 6.2 研究展望61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-68
• 攻讀學位期間所獲得的相關科研成果68

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展[J];中國矯形外科雜志;2009年17期

2 狄亞;;假肢技術要與醫(yī)學相結合[J];醫(yī)學與哲學;1986年04期

3 張銳;;談談假肢的生產、安裝、使用[J];中國殘疾人;1994年03期

4 劉曉來;韓峰;;截肢與假肢治療過程中的心理問題[J];中國組織工程研究與臨床康復;2008年30期

5 沈凌;喻洪流;;國內外假肢的發(fā)展歷程[J];中國組織工程研究;2012年13期

6 ;我國假肢工作的概況及發(fā)展[J];中國康復;1986年02期

7 刁興建;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[J];中國康復醫(yī)學雜志;2001年06期

8 刁興建;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[J];中國臨床康復;2002年20期

9 張波;連骨假肢的研究動態(tài)[J];黑龍江醫(yī)學;2004年05期

10 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展(續(xù))[J];中國矯形外科雜志;2009年18期

中國重要會議論文全文數據庫 前8條

1 羅永昭;孫為;;現(xiàn)代實用假肢的進展和創(chuàng)新[A];第十九屆中國康協(xié)肢殘康復學術年會論文選集[C];2010年

2 解益;董安琴;鄧小倩;;大腿運動假肢的制作要點及其功能特點 一例膝上截肢短跑運動員的個案報道[A];中國康復醫(yī)學會康復治療專業(yè)委員會康復輔助器具學組成立暨全國康復輔助器具學術研討會論文匯編[C];2011年

3 黃英;武繼祥;;實用假肢研發(fā)進展和現(xiàn)況[A];中國康復醫(yī)學會康復治療專業(yè)委員會康復輔助器具學組成立暨全國康復輔助器具學術研討會論文匯編[C];2011年

4 羅永昭;孫為;;國內外現(xiàn)代實用假肢的進展和應用[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復學術年會論文選集[C];2011年

5 刁興建;;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[A];中國康復醫(yī)學會第四屆會員代表大會暨第三屆中國康復醫(yī)學學術大會論文匯編[C];2001年

6 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展[A];第18屆中國康協(xié)肢殘康復學術年會論文選集[C];2009年

7 樊瑜波;張明;蒲放;蔣文濤;楊世全;陳君楷;;小腿殘端與假肢接受腔相互作用的生物力學研究[A];21世紀醫(yī)學工程學術研討會論文摘要匯編[C];2001年

8 樊瑜波;蒲放;蔣文濤;楊世全;陳君楷;;小腿殘端與假肢接受腔相互作用的生物力學研究[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

中國重要報紙全文數據庫 前7條

1 本報記者 錢煒;高校呼喚假肢矯形工程專業(yè)[N];科技日報;2008年

2 何智;現(xiàn)代科技促進假肢技術發(fā)展[N];中國醫(yī)藥報;2013年

3 本報記者 何光銳;愛心,為肢殘人士重塑人生支點[N];福建日報;2009年

4 本報記者 張議橙 儲東華;和風不語 至愛無言[N];云南日報;2007年

5 編譯 王惠民 楊孝文;金屬上生長皮膚假肢變“真肢”[N];北京科技報;2006年

6 通訊員 艾利;英取得假肢技術新突破[N];醫(yī)藥導報;2006年

7 王麗;從波士頓爆炸案看保險與假肢的關系[N];中國保險報;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前7條

1 熊大柱;一種7自由度生機電假肢手臂的結構設計及運動學分析[D];華中科技大學;2013年

2 曾勇;肌音信號模式識別及其在假肢手操控中的應用研究[D];華東理工大學;2011年

3 甘云;界面壓力可控式假肢接受腔設計[D];上海交通大學;2013年

4 石琦霞;面向大批量定制的人體假肢接受腔的數字化設計方法研究[D];浙江理工大學;2014年

5 李明月;主動式膝上假肢仿生控制方法及實驗研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

6 程鶴;基于肌電信號控制的膝上假肢設計[D];東北大學;2008年

7 游淼;基于肌動圖（MMG）與肌電圖（EMG）信號的假肢控制系統(tǒng)研究[D];中南大學;2011年

  本文關鍵詞：主動式膝上假肢仿生控制方法及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：334796