主動式智能踝關節(jié)控制系統(tǒng)的開發(fā)和應用.pdf

1、隨著生物醫(yī)學工程的發(fā)展和人們生活水平的提高，主動式智能踝關節(jié)假肢引起了廣泛的關注。主動式假肢由動力機構提供助人行走的動力，利用人體信息控制動力機構，使它具有人的功能和特性，實現(xiàn)人的肢體運動，改善了截肢者的步態(tài)。本文主要研究內容如下：
　　本文首先認真分析了人體運動系統(tǒng)的特征和步態(tài)信息，特別從運動學和動力學角度對踝關節(jié)進行了研究。利用Vicon MX系統(tǒng)采集五種典型路況下的踝關節(jié)角度曲線和步行信息。其次,根據(jù)人體腳踝和假肢踝關節(jié)的特

2、點，設計了主動式智能踝關節(jié)假肢的機械結構和控制系統(tǒng)，引入了基于CPG的主動式踝關節(jié)假肢運動軌跡的分段線性化的控制方法，最后通過Matlab仿真,驗證了這種控制方法的有效性，為主動式踝關節(jié)假肢的控制提供理論依據(jù)。然后，在有效的控制策略和滿足假肢功能要求的基礎上，建立了主動式假肢控制系統(tǒng)的硬件框架，包括控制單元、驅動單元、多傳感器部分。根據(jù)控制原理和硬件結構，編寫了系統(tǒng)控制程序，實現(xiàn)了假肢速度和角度的識別和控制，也為后續(xù)的開發(fā)者打下了基礎。