為了獲得上下樓梯過程中人體下肢步態(tài)及膝關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律,分析了人在上下樓梯過程中運動步態(tài),采集了運動過程中人體膝關(guān)節(jié)角度變化數(shù)據(jù),分析了人體膝關(guān)節(jié)上下樓梯的角度曲線,獲得了一個步態(tài)周期內(nèi)的膝關(guān)節(jié)角度變化圖。根據(jù)假肢膝關(guān)節(jié)角度變化趨勢分別設(shè)計了上樓梯、下樓梯、均勻行走狀態(tài)下的S型曲線控制策略。根據(jù)S型曲線控制策略,把上樓梯S型曲線分為5個時間段,下樓梯S型曲線均分為2個時間段,勻速行走S型曲線分為7個時間段,完成一個勻速行走的步態(tài)周期;通過Matlab仿真,步態(tài)控制S型曲線算法仿真結(jié)果和實際步態(tài)曲線吻合。

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【部分圖文】：

圖1上樓梯過程

為了獲得上樓梯過程中人體下肢步態(tài)及膝關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律，在臺階高度為200mm，寬度為260mm，臺階階數(shù)為12階的試驗環(huán)境下，讓試驗對象勻速從臺階下端走向臺階上端，進(jìn)行此過程中以100ms為時間間隔，采集膝關(guān)節(jié)角度，試驗過程如圖1所示。本試驗中采集到的膝關(guān)節(jié)角度隨時間變化的....

圖2上樓梯膝關(guān)節(jié)角度變化曲線

圖1上樓梯過程根據(jù)圖2可以得出上樓梯的膝關(guān)節(jié)步態(tài)周期大約為7.3s。全足觸地期（0～1.3s）：這個時期主要為了安全，腳掌觸地支撐身體，并將重心逐漸轉(zhuǎn)移到健肢側(cè)腳上，為提升身體和上樓梯做準(zhǔn)備；此期間膝關(guān)節(jié)角度沒有明顯變化。上升期（1.3～2.6s）：這個時期為單足支撐期，....

圖3膝關(guān)節(jié)上樓梯步態(tài)

根據(jù)圖2可以得出上樓梯的膝關(guān)節(jié)步態(tài)周期大約為7.3s。全足觸地期（0～1.3s）：這個時期主要為了安全，腳掌觸地支撐身體，并將重心逐漸轉(zhuǎn)移到健肢側(cè)腳上，為提升身體和上樓梯做準(zhǔn)備；此期間膝關(guān)節(jié)角度沒有明顯變化。上升期（1.3～2.6s）：這個時期為單足支撐期，此時期膝關(guān)節(jié)彎曲....

圖4下樓梯實驗

首先進(jìn)行健全人體下樓梯試驗，在臺階高度為200mm，寬度為260mm，臺階階數(shù)為12階的試驗環(huán)境下，讓試驗對象勻速的從臺階上端走向臺階下端，進(jìn)行此過程以100ms為時間間隔，采集膝關(guān)節(jié)角度，試驗過程如圖4所示。將本試驗中采集到的膝關(guān)節(jié)角度隨時間變化的數(shù)據(jù)繪圖，如圖5所示。圖....

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