惯性传感器数据驱动的智能下肢假肢运动意图识别方法研究

发布时间：2021-07-09 23:43

　　人体下肢假肢的运动意图识别是正确、及时控制下肢假肢运动的重要前提,其目标就是为假肢穿戴者提供准确的运动意图引导,帮助用户进行稳定、流畅的行走。按照采集的信息源划分,智能下肢假肢运动意图识别的方法主要基于两个方面:基于生物电信号的运动意图识别和基于生物力信号的运动意图识别。其中生物电学信号的意图识别有着人体直觉控制的潜力,但由于信号采集困难、易受干扰、不稳定的缺点,还未得到广泛应用。随着传感器技术的迅速发展,惯性传感器能够集成多种类型传感器（如加速度计、陀螺仪和磁力计等）,意图识别研究者广泛使用生物力信号进行下肢假肢运动意图识别研究。传统下肢假肢意图识别一般将传感器放置于假肢上,在运动模式发生切换时,就会有识别上的滞后,这样会给假肢的控制带来延迟,假肢穿戴者面临摔倒的风险。因此本文提出了将惯性传感器绑定在单侧截肢者健肢侧的技术方案,对下肢的运动模式进行了重定义后,通过识别健侧摆动相的运动模式,来辨识假肢的运动意图,在转换模式中不会发生滞后识别的情况。不管是在稳态模式中,还是转换模式中,下肢的运动是一个连续化的过程,并且下肢的运动意图识别是一个瞬间短时的动作行为,本文主要围绕这两点进行了深... 

【文章来源】：安庆师范大学安徽省

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

下肢截肢患者假肢是截肢者运动功能的替代工具，是弥补了患者的肢体缺失和代偿了肢体功能的

图 1. 2 外骨骼机器人下肢假肢运动意图识别方法的研究起源于上肢假肢的动作意图识别研究，但其于上肢假肢[7]。与上肢假肢有所不同，下肢假肢关乎到人体运动的平衡问题，响到残疾人的日常生活，因此下肢假肢的研究非常重要。下肢假肢按照能否提分为主动型假肢（亦称智能假肢）和被动型假肢，两者不同之处在于前者可以出运动，减少代谢能量的消耗，而后者只能被动地做出反应，图 1.3 展示的是一条智能膝关节假肢 C-Leg（来源网络图片）。现有的商品化假肢大多数假肢关动力的，残疾人使用此类假肢行走，需要比健康人多消耗 20%~30%的代谢能量残疾人的健肢侧与残肢侧的运动会出现明显的不对称性，不能够像健康人那样上/下楼和上/下坡。

图 1. 2 外骨骼机器人意图识别方法的研究起源于上肢假肢的动作意图与上肢假肢有所不同，下肢假肢关乎到人体运日常生活，因此下肢假肢的研究非常重要。下肢肢（亦称智能假肢）和被动型假肢，两者不同之代谢能量的消耗，而后者只能被动地做出反应，节假肢 C-Leg（来源网络图片）。现有的商品化假人使用此类假肢行走，需要比健康人多消耗 20%侧与残肢侧的运动会出现明显的不对称性，不能坡。


本文编号：3274725