主動式踝關節(jié)假肢運動實現與步態(tài)信息獲取的研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展和技術進步，殘疾患者對克服生理障礙，提高生活質量的要求日益迫切。對于膝下截肢患者而言，傳統(tǒng)的踝關節(jié)假肢在行走舒適度和步態(tài)美觀性上的不足給他們的生活帶來了困擾。為了克服傳統(tǒng)踝關節(jié)假肢的不足，進行主動式踝關節(jié)假肢的研究，開發(fā)出能讓膝下截肢者像正常人一樣行走的、真正意義上的智能下肢假肢。通過該假肢的應用，對幫助殘疾患者重新回歸社會主流、像正常人一樣生活、學習和工作，同時促進我國康復醫(yī)學工程技術的發(fā)展都有重要的意義。 目前國

2、內外的一些機構已經開展了下肢假肢的相關研究，并且推出了不少性能優(yōu)良的產品。但是通過調研發(fā)現這些成果多集中在對膝關節(jié)功能的恢復，對踝關節(jié)的研究相對較少。本文開展主動式踝關節(jié)假肢(以下稱假肢)的運動實現與步態(tài)信息獲取的研究，是在課題組設計的仿生踝關節(jié)機構的基礎上，通過對驅動單元的設計及控制，實現假肢的簡單步態(tài)循環(huán)并對假肢的智能控制做出可行性研究。在實現假肢運動的同時，對假肢的步態(tài)信息進行采集、傳輸并在上位機顯示，這樣可以通過與人體正常運動數

3、據的比較對假肢做出評價及改進。 圍繞以上研究目標，結合課題進展，本文主要完成以下3個方面的工作： 1.對人體踝關節(jié)的運動特征進行描述，分析傳統(tǒng)踝關節(jié)假肢步態(tài)差異性的原因并對其進行改進，構建主動式踝關節(jié)假肢運動實現的方案； 2.設計假肢運動單元的硬件和軟件。在控制軟件的設計中，首先實現假肢的簡單步態(tài)循環(huán)，在此基礎上提出假肢運動的迭代學習智能控制方法； 3.設計上位機獲取假肢步態(tài)信息的方案。通過選型傳感器采集