本文關(guān)鍵詞：氣動肌肉上肢外骨骼增能研究

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【摘要】：長久以來,因先天或后天因素造成的人的肢體機(jī)能的損害或者喪失,一直是人類社會面臨的一個嚴(yán)峻而現(xiàn)實的問題。當(dāng)個體失去部分或者全部行動能力時,不僅給當(dāng)事者帶來生活工作上的困擾,而且會引發(fā)一系列更為嚴(yán)重的連鎖社會問題。因此,如何有效地利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為這一群體提供幫助,恢復(fù)或部分恢復(fù)其行動能力,已成為當(dāng)今科研領(lǐng)域的一項重要研究課題。 智能外骨骼系統(tǒng)則是解決這一問題的有效途徑之一。 智能外骨骼系統(tǒng)模仿生物界節(jié)肢動物門外殼,通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),把人和機(jī)器系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來,使得機(jī)器可以根據(jù)人體的自身信號反饋而行動,從而輔助人體,達(dá)到增強(qiáng)人體機(jī)能、康復(fù)受損肢體行動力等目的。 十八世紀(jì)工業(yè)革命的興起,以及二十世紀(jì)中葉控制理論的繁榮發(fā)展,都極大地推動了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,并衍生出形式多樣的智能控制技術(shù)。其中,氣動肌肉技術(shù)的出現(xiàn)為智能外骨骼系統(tǒng)的設(shè)計制造提供了一種新的可行性道路。 氣動肌肉作為一種新型驅(qū)動器,相比伺服電機(jī)等傳統(tǒng)驅(qū)動器,具有若干優(yōu)點,例如質(zhì)量輕、極限范圍控制強(qiáng)、易于排列組合、無污染、生產(chǎn)成本低廉等,均非常適合用于智能外骨骼系統(tǒng)的構(gòu)建。因此,以氣動肌肉為驅(qū)動器的智能外骨骼系統(tǒng)日益成為當(dāng)前研究的熱點,很多研究人員以及機(jī)構(gòu)都正從事這方面的研究,期望該技術(shù)能更好的服務(wù)于需要人群。 在智能外骨骼系統(tǒng)的研究中,除機(jī)械結(jié)構(gòu)、力學(xué)分析等方面外,系統(tǒng)與人的交互研究也是其重要組成部分,而在這一研究領(lǐng)域,除了反饋控制、人機(jī)一體化協(xié)調(diào)等研究外,其增能效果的研究也是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。 測試智能外骨骼系統(tǒng)對人體的輔助程度,則需要測試人體自身肌肉在運動中的各種參數(shù)。肌電信號測試能有效的反映出人體在穿戴外骨骼系統(tǒng)前后的肌肉肌電信號變化情況,從而分析出外智能外骨骼系統(tǒng)的增能效果。而更進(jìn)一步,采集的人體肌電信號亦能作為智能外骨骼系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù),能更好的設(shè)計并優(yōu)化給予人體輔助的外骨骼系統(tǒng)。 本文將重點設(shè)計采用氣動肌肉為驅(qū)動器的上肢外骨骼輔助裝備,并通過肌電信號測試和分析,研究其增能效果,進(jìn)而驗證本文所提出的理論、方法和技術(shù)的正確性與可行性,亦為后續(xù)的深入研究和擴(kuò)展應(yīng)用提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：外骨骼系統(tǒng) 氣動肌肉 肌電測試 輔助裝備
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.17
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 緒論12-14
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究目的13-14
• 第2章 上肢外骨骼系統(tǒng)的研究背景14-28
• 2.1 外骨骼系統(tǒng)14-20
• 2.1.1 智能外骨骼系統(tǒng)的分類15-17
• 2.1.2 增能型外骨骼系統(tǒng)的研究進(jìn)展17-20
• 2.2 氣動肌肉技術(shù)20-24
• 2.2.1 氣動肌肉的發(fā)展21
• 2.2.2 氣動肌肉的種類21-23
• 2.2.3 氣動肌肉技術(shù)的研究展望23-24
• 2.3 肌電信號24-27
• 2.3.1 肌電信號的基本原理24-25
• 2.3.2 肌電信號測量25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 上肢外骨骼系統(tǒng)理論研究28-35
• 3.1 外骨骼系統(tǒng)研究28-31
• 3.1.1 肘關(guān)節(jié)運動機(jī)理28-29
• 3.1.2 氣動肌肉肘關(guān)節(jié)執(zhí)行器29-31
• 3.2 表面肌電信號研究31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 實驗準(zhǔn)備35-41
• 4.1 實驗用簡易氣動肌肉上肢外骨骼設(shè)計35-39
• 4.2 實驗?zāi)Ｐ蜏y試39
• 4.3 實驗設(shè)計39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 實驗數(shù)據(jù)收集及分析41-48
• 5.1 實驗對象與方法41-43
• 5.1.1 對象41
• 5.1.2 主要儀器41
• 5.1.3 實驗方法41-43
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)分析43-46
• 5.2.1 主觀疲勞程度評價43
• 5.2.2 sEMG信號數(shù)據(jù)分析43-45
• 5.2.3 MF頻域指標(biāo)分析45-46
• 5.3 實驗結(jié)果討論46-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 第6章 總結(jié)與展望48-52
• 6.1 總結(jié)48
• 6.2 展望48-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王健,方紅光,楊紅春;運動性肌肉疲勞的表面肌電非線性信號特征[J];體育科學(xué);2005年05期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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3 王俊杰;輪椅競速“蝴蝶”技術(shù)的力學(xué)及肌電特征研究[D];大連理工大學(xué);2009年

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本文編號：617165