基于肌電信號(hào)控制的膝上假肢設(shè)計(jì).pdf

1、從古至今,由于戰(zhàn)爭(zhēng)、疾病、工傷、交通事故及意外傷害已將成百上千萬下肢截肢者帶給了這個(gè)社會(huì),特別是近年來,隨著工業(yè)、交通事業(yè)的迅速發(fā)展,這一數(shù)字正以驚人的速度增加。同時(shí)由于人們生活水平的提高,患者對(duì)假肢的要求也不斷的提高。他們不再滿足假肢的可行走功能,還要求假肢的美觀和功能代償性。我國(guó)假肢大部分是傳統(tǒng)型產(chǎn)品,重量大,性能差,標(biāo)準(zhǔn)化程度低,與世界先進(jìn)水平還有很大差距。趕超世界先進(jìn)水平,提高殘疾人的生活質(zhì)量大力開發(fā)現(xiàn)代假肢產(chǎn)品,也是當(dāng)前的一項(xiàng)

2、重要工作。本文基于下假肢截肢患者的要求,設(shè)計(jì)了一個(gè)由肌電信號(hào)控制的六桿膝上假肢系統(tǒng)。
　　 第一部分,論述了六桿機(jī)構(gòu)的瞬停節(jié)傳遞性及其保持下假肢系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)越性。另外,研究表明六桿機(jī)構(gòu)比四桿機(jī)構(gòu)更能模擬正常人的步態(tài)。在一個(gè)步態(tài)周期內(nèi),六桿機(jī)構(gòu)使踝關(guān)節(jié)均方誤差達(dá)到1.01％,膝關(guān)節(jié)的均方誤差達(dá)到1.39％。本文還通過分析六桿機(jī)構(gòu)間的幾何關(guān)系,利用混合罰函數(shù)法計(jì)算出了六桿機(jī)構(gòu)各參數(shù)的具體數(shù)據(jù),對(duì)六桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析,最后

3、利用Pro/ENGINEER對(duì)其運(yùn)動(dòng)可行性,干涉情況進(jìn)行了仿真分析與檢測(cè)。
　　 第二部分,提出了肌電信號(hào)控制方法,它可使受試者自如的控制膝上假肢系統(tǒng),避免了手動(dòng)控制的尷尬。并對(duì)6個(gè)身體健康的受試者在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下(坐、站、走)的股四頭肌信號(hào)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)股四頭肌的信號(hào)變化在小腿的屈曲過程中存在一定的規(guī)律性,這為利用肌電信號(hào)特征控制下假肢系統(tǒng)的不同運(yùn)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。
　　 最后,本文介紹了電機(jī)的選擇參數(shù),闡述了H橋LM