基于肌电信号控制的康复医疗下肢外骨骼设计及研究

发布时间：2020-11-05 17:42

　　 “以人为核心”的人机一体化技术，将人和机器人二者优势进行互补，强调人的智能参与到机器人的控制当中，本文所研究的康复医疗下肢就是这样一种充分体现该技术思想的典型的人机系统。 本论文工作依靠浙江大学流体传动及控制国家重点实验室资源优势，开展基于肌电信号的康复医疗下肢设计及研究，并且开发出了一套康复医疗下肢的原型试验系统，包括机械结构的加工和组装、以及控制的具体实现。该原型试验系统可作为今后开展进一步深入研究的实验平台。 论文首先综述国内外下肢系统的研究进展和研究现状，分析本课题的研究背景，并提出研究意义、目标和内容；并以肌电信号为控制系统的主要信息源，研究了基于肌电信号的下肢控制原理和实现方法。同时详细介绍了系统组成，包括机械结构、下位机系统、传感器的选型，控制系统电路、数据采集及串口通讯等模块的实现。 在控制系统的设计中，用肌电信号控制下肢机器人的控制方法上，一种广为采用的控制方式就是自主式控制。本研究详细介绍了肌电信号控制所需要的4个关键技术，①肌电信号的成功提取，②表征假肢动作模式的肌电信号特征值的提取，③根据所提取的特征值进行动作模式的识别，④用阈值控制器控制假肢的动作。 该项研究的最终目标是实现康复医疗下肢的穿着舒适性和行走平稳性，降低残障者在步行时所消耗的能量，减轻疲劳，不仅可以帮助残障人士的日常生活，而且还能为残障人士的工作以及出门旅游等提供方便。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH772
【部分图文】：

图LIHAL3和HAL.5图所示为HA-L3，它是山海嘉之教授历时十年研究的成果。HA门设计来帮助下肢残障者或是老人们，能更方便地进行日常生走路、上下楼梯等等。在2005年日本爱知世博会上展出了HAL这些机型不但能帮助使用者走路，还有上半部能辅助使用者的这种装置，就能提起比原本所能负荷还要更重40公斤的东西.4不需要使用背包，而是将计算机和无线网络装置缩小，以塞面。在HALS上则有更小的马达空间，好让装备的骸部和膝盖Ll右图所示。在重量上，HAL3重22公斤，HAL.4重17公斤公斤，但使用者几乎是感受不到这个重量的，因为装备的脚跟，而这套装备提供的协助绝对足以补偿重量上的负担。目前，已经实现了HAL的商业化，每套HAL都会针对个别使用者别订制，售价约为140(刃美元到190(刃美元。奥托博克(ototbock)的-CELG智能仿生腿【‘0j一

图1.2C~LEG智能仿生腿洋理工大学的NTULowerExertmiytExoskeelotn加坡南洋理工大学的罗锦发教授(劫w幻n一Hua)t也在体速度、力量和耐力的下肢下肢，目标是使其能够帮助大负重、长距离的徒步行走。图1.4左图所示是他们的右图则是他们现阶段已经开发出来的原型系统，该系统侧下肢和外侧下肢。其中，内侧的下肢绑缚在人的下肢测量行走时的关节角度信号;外侧的下肢用来提供助力，角度值通过电机来提供动力。他们的另外一个主要工作点(zMP)理论进行了下肢行走稳定性方面的研究【川。}

图1.2C~LEG智能仿生腿(3)新加坡南洋理工大学的NTULowerExertmiytExoskeelotn目前，新加坡南洋理工大学的罗锦发教授(劫w幻n一Hua)t也种可以增强人体速度、力量和耐力的下肢下肢，目标是使其能够帮的操作者进行大负重、长距离的徒步行走。图1.4左图所示是他们的概念设计;右图则是他们现阶段已经开发出来的原型系统，该系:。，
【引证文献】

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2 唐磊;下肢康复训练机器人机械结构及控制策略设计[D];河南科技大学;2009年

3 程卫卫;下肢行走康复训练机器人整体机构设计与运动分析[D];河南科技大学;2011年

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本文编号：2871972