基于表面肌電的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究

1、分類號(hào)：R 3 1 8 ．0 1密級(jí)：不深密學(xué)校代碼：1 0 0 5 7研究生學(xué)號(hào)：1 2 8 1 4 0 1 2基于表面肌電的坡道步態(tài)失穩(wěn)自適應(yīng)平衡研究R e s e a r c h o n A d a p t i V eE q u i l i b d u m a f t e r G a i t I n s t a b i l i t yi nR a m p s o n E l e c t r o m y o g r a p h i

2、c S i g n a l專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師姓名：張峻霞教授研究生姓名：龔夢(mèng)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士論文提交日期：2 0 1 5 年3 月論文課題來源：博導(dǎo)基金( 2 0 1 3 1 2 0 8 1 1 0 0 0 5 )學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要滑跌是釀成工作場所、家居環(huán)境和公共場所意外事故的主要原因之一，而帶有坡度的道路是發(fā)生滑跌的典型路況條件之一。對(duì)于行走過程中偶發(fā)的滑跌現(xiàn)象，人會(huì)做出一系列自主反應(yīng)恢復(fù)平衡，肌電信

3、號(hào)能夠較好地反映人在發(fā)生自主反應(yīng)時(shí)的肌肉活動(dòng)狀態(tài)和功能狀態(tài)。本課題是從人在坡道行走過程中發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象的內(nèi)因進(jìn)行分析，采集相關(guān)肌肉的肌電信號(hào)，并結(jié)合步態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，探究坡道步態(tài)失穩(wěn)后的自適應(yīng)平衡策略。該策略可以應(yīng)用在雙足機(jī)器人、下肢矯正、康復(fù)工程等領(lǐng)域。通過同步使用表面肌電系統(tǒng)和v i c o n 運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)，采集1 0 位健康男性在坡度為O 、l ：1 2 、1 ：1 0 三種坡道上進(jìn)行干燥和油的下坡對(duì)比行走試驗(yàn)時(shí)，下肢左右側(cè)十六塊

4、主要肌肉( 左右股直肌、左右股外側(cè)肌、左右股內(nèi)側(cè)肌、左右半腱肌、左右股二頭肌、左右脛骨前肌、左右內(nèi)側(cè)腓腸肌、左右外側(cè)腓腸肌) 的表面肌電信號(hào)和步態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析。主要研究以下三個(gè)方面內(nèi)容并得出相應(yīng)的結(jié)論。第一，分別在坡度為0 、1 ：1 2 、1 ：1 0 三種坡道環(huán)境下，使用單因素方差分析濕滑介質(zhì)油和干燥環(huán)境下的各個(gè)步態(tài)時(shí)相的時(shí)間、步速、步幅；踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度：平均幅值、肌電積分、峰值、肌肉激活延遲時(shí)間、肌肉激活持續(xù)時(shí)間

5、、肌肉協(xié)同收縮率。分析濕滑介質(zhì)油擾動(dòng)后的步態(tài)參數(shù)和肌電參數(shù)變化規(guī)律，總結(jié)出濕滑介質(zhì)擾動(dòng)下的自適應(yīng)平衡規(guī)律。第二，使用單因素方差分析不同坡度擾動(dòng)下( 坡度為O 、1 ：1 2 、1 ：1 0 ) 在濕滑介質(zhì)油面下各個(gè)步態(tài)時(shí)相的時(shí)間、步速、步幅；踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度；平均幅值、肌電積分、峰值、肌肉激活延遲時(shí)間、肌肉激活持續(xù)時(shí)間、肌肉協(xié)同收縮率。分析隨著坡度增加步態(tài)參數(shù)和肌電參數(shù)是否有明顯的線性變化規(guī)律，并總結(jié)出坡度擾動(dòng)下的自適應(yīng)