本文關(guān)鍵詞：利用表面肌電信號的下肢動態(tài)關(guān)節(jié)力矩預(yù)測模型

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【摘要】：為實現(xiàn)表面肌電信號的下肢關(guān)節(jié)力矩動態(tài)解碼,建立了從表面肌電信號到關(guān)節(jié)力矩輸出的人體下肢運動系統(tǒng)正向生物力學(xué)模型。首先,從幅值和頻率兩個角度建立表面肌電信號到骨骼肌激活程度模型;其次,根據(jù)肌絲滑移理論,構(gòu)建反映骨骼肌生理結(jié)構(gòu)和微觀力學(xué)特性的肌肉力模型,同時確定活動肌肉拉力線方向及力作用點位移矢量,將骨骼肌力轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)力矩;最后,以牛頓-歐拉逆動力學(xué)方法獲得關(guān)節(jié)力矩作為準確值,給出正向生物力學(xué)模型參數(shù)動態(tài)標定方法。在模型基礎(chǔ)上,對4名對象進行隨意步態(tài)下膝關(guān)節(jié)屈伸動態(tài)力矩預(yù)測試驗,結(jié)果表明:所建模型對步態(tài)行走下的膝關(guān)節(jié)動態(tài)關(guān)節(jié)力矩具有很好的動態(tài)跟蹤性能,最大絕對誤差為(11.0±1.32)N·m,平均殘差為(4.43±0.698)N·m,預(yù)測值與準確值之間的平均線性相關(guān)系數(shù)為0.927±0.042,驗證了該方法的正確性和有效性;可為康復(fù)訓(xùn)練機器人人機協(xié)同過程中的力學(xué)交互模式研究提供接口。
【作者單位】： 西安交通大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計及轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)教育部重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 表面肌電信號 關(guān)節(jié)力矩預(yù)測 肌肉模型 正向生物力學(xué)
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃資助項目(2015AA042301) 國家自然科學(xué)基金重大研究計劃資助項目(91420301)
【分類號】：R318.04;TP242
【正文快照】： 運動訓(xùn)練對中風偏癱患者的運動功能恢復(fù)十分重要,康復(fù)訓(xùn)練機器人具有比人工醫(yī)療師輔助訓(xùn)練更多的優(yōu)點而被研究者和康復(fù)工作者所認可,目前世界上典型的下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人有LOPES、LOKOMAT、Gait Trainer和Haptic Walker等[1]。康復(fù)訓(xùn)練過程一般分為被動階段和主動階段,主動階

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本文編號：684877