基于無(wú)模型動(dòng)態(tài)矩陣的下肢假肢運(yùn)動(dòng)控制方法研究.pdf

1、隨著傳感器、智能控制與康復(fù)工程等技術(shù)的不斷發(fā)展，動(dòng)力型膝上假肢的發(fā)展已趨向于智能化。動(dòng)力型膝上假肢不同于傳統(tǒng)型下肢假肢，其不僅能夠很好地跟隨健肢側(cè)的運(yùn)動(dòng)，而且能夠在上、下樓梯，上、下斜坡等運(yùn)動(dòng)中為假肢佩戴者提供動(dòng)力支持。動(dòng)力型膝上假肢的研究與設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本課題主要以動(dòng)力型膝上假肢的信息采集、處理與運(yùn)動(dòng)控制三個(gè)方面展開。實(shí)現(xiàn)了假肢運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制以及假肢與健肢的協(xié)調(diào)控制，提高了假肢產(chǎn)品的實(shí)用性與智能性

2、。
　　首先，動(dòng)力型假肢運(yùn)動(dòng)判定程序和假肢執(zhí)行器的延遲會(huì)帶來(lái)假肢的運(yùn)動(dòng)延誤，從而導(dǎo)致雙腿的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本文提出采集人體運(yùn)動(dòng)支撐期時(shí)的髖關(guān)節(jié)角度、加速度和足底壓力信號(hào)，與模版數(shù)據(jù)相關(guān)性對(duì)比分析，再將相關(guān)性系數(shù)D-S證據(jù)融合預(yù)判斷路況。在驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器之前就制定出運(yùn)動(dòng)控制方案，及時(shí)驅(qū)動(dòng)假肢膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)并實(shí)時(shí)調(diào)整假肢步態(tài)，以達(dá)到最佳的協(xié)調(diào)控制效果。
　　其次，由于人體運(yùn)動(dòng)是個(gè)復(fù)雜的協(xié)通工作，不同路況下髖膝關(guān)節(jié)的動(dòng)作建模

3、也是十分困難。因此，本文通過(guò)分析大量健康人下肢運(yùn)動(dòng)信息得出五種典型路況中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，制定假肢膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制策略，使假肢能夠更加自然的跟隨健肢的運(yùn)動(dòng)變化。
　　最后，考慮到假肢膝關(guān)節(jié)執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)快、執(zhí)行周期短、高重復(fù)性、高精度等控制要求，本文選取無(wú)模型動(dòng)態(tài)矩陣對(duì)假肢膝關(guān)節(jié)進(jìn)行控制。其只需利用人體運(yùn)動(dòng)時(shí)髖、膝關(guān)節(jié)角度變化，不僅徹底避免了控制系統(tǒng)無(wú)法建立動(dòng)態(tài)模型的問(wèn)題，還保留了動(dòng)態(tài)矩陣控制算法原有的滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正等策略