具有路况识别功能的智能膝上假肢的研究

目的研究智能假肢具有对不同路况适应性的必要性和实现这种功能的关键技术。方法通过人体在不同路况下步行时的步态分析实验数据和所建立的下肢运动的动力学模型 ,得到膝关节力矩函数 ,在自行研制的智能膝上假肢系统中进行实验验证。提出根据大腿肌电信号特征进行路况辨识的智能假肢方法 ,并对上、下坡时部分肌肉肌电信号进行检测。结果在不同路况下 ,膝关节力矩有较大变化 ;上、下坡时部分肌肉肌电信号有明显不同。结论根据肌电信号特征进行路况辨识是可行的 ,所研究的智能假肢系统能实现对小腿运动规律和踝关节运动轨迹的控制 ,达到比较理想的结果。     

电动下肢假肢多路况控制策略研究

目的：电动下肢假肢具有较强的非线性和耦合性,针对假肢在不同地形间行走时存在的外部扰动问题,本文提出了积分滑模控制策略。方法：采集人体下肢在平地、上/下斜坡及上/下楼梯五种路况下的运动信息,根据足底压力信息将不同路况的一个完整步态周期划分为支撑期及摆动期两个模态,并分别进行人体下肢运动学分析;利用拉格朗日方程建立假肢支撑期与摆动期的动力学模型;在五种运动模式下,设计积分滑模控制器对假肢进行控制,并进行联合仿真验证。结果：膝踝假肢轨迹跟踪收敛速度加快,误差降低。结论：积分滑模控制器对于外部扰动具有明显的补偿作用,提高了假肢在多路况行走时的控制效果。     

基于有限状态机的智能下肢假肢控制

背景:传统的下肢假肢行走状态改变时膝关节阻尼不能随之改变,假肢跟随性差,变化范围小。目的:基于有限状态机的智能下肢假肢控制方法,实现假肢侧对健肢侧的实时跟踪和步速跟随。方法:智能下肢假肢采用带固定式气缸阻尼器的四连杆机构,采用有限状态机的控制方法,感知当前的步态事件,触发步态状态的转变,调整对应的步态模式,得到步态规划的输出动作。结果与结论:实验结果表明,智能下肢假肢能够进行步速识别和步态识别,控制器输出不同的控制策略,控制步进电机调整膝关节阻尼的大小,假肢侧能够对健肢侧进行实时跟踪和步速跟随。     

智能下肢假肢传感器的应用

背景:下肢运动是一种复杂的运动,采用合适的传感器获取人体运动生理信息,成为智能假肢控制的前提.国际上现有的下肢假肢控制信息源为与运动信息有关的物理量,这类信息可以直接反映人体运动的生物力学特性,采集比较简单,非常适合实时控制.现有智能下肢假肢产品根据采用的控制方法不同选择一种或几种传感器测量人体运动信息.目的:研究一种能够采集智能下肢假肢控制所需人体运动信息的传感器系统.方法:对智能下肢假肢带固定式气缸阻尼器的四连杆机械机构进行运动分析,得出四连杆后臂下轴电位计输出信号与膝关节弯曲角度的对应关系,同时,选取合适的霍尔传感器安装位置,解决了其中存在的双值问题.设计了传感器输出信号采集实验,通过跑步机速度调节来保证步行速度安全可控,测量不同步速下脚尖离地时刻膝关节弯曲角度,分析采集结果找到了它们之间的对应关系.结果与结论:脚尖离地时刻膝关节弯曲角度随着步行速度增大而增大,采用二次曲线拟合取得了较好效果.实验结果显示,水平步行状态下,采用电位计和霍尔传感器作为检测手段能够检测下肢假肢的步速,也能区分支撑期和摆动期.     

基于模糊控制的智能下肢假肢的步速调整

背景:传统下肢假肢只允许以一种速度行走,不能随步行状态的改变而改变,使得步速也固定单一,不能适应不同步速的变化,适应性较差。目的:采用模糊控制方法实现假肢的步速跟随。方法:通过脚底压力传感器采集步态周期信息,根据不同开度下周期的不同变化采用模糊控制的方法来调整针阀开度的大小,通过永磁式直线步进电机作为执行器驱动针阀来控制缓冲气缸腔室间气道有效截面积来调整假肢摆动速度。结果与结论:在步行速度变化时,假肢膝关节角度有所变化,但是角度变化不大。最大值不超过80°。假肢步态变化小于11°,截肢者能够适应不同的步行速度,假肢与健肢的步态变化基本一致,对称性指数在90%以上。实验结果表明,步态周期可以通过控制针阀达到调整步速的目的,步速调整的模糊控制方法是可行的。     

下肢假肢智能对线系统①

下肢假肢对线是假肢装配中非常重要的环节,对线质量的好坏将会影响接受腔的适配和患者实际穿戴感受.随着科技的发展,越来越多的高新传感器融入现有假肢的装配技术中.本文介绍了一种新型的下肢假肢智能对线系统以及该系统的实际应用方法和评估效果.     

普及型骨骼式下肢假肢

一.我国下肢截肢者的概况我国下肢截肢者有多少?据一九七九年民政部组织的调查,推算全国的肢体残缺者为340万人,约占全国人口的3.52%。由于当时统计分类限制,未详细将截肢与截瘫、麻痹、畸形划分出来,下肢截肢者的数量仍不清楚。湖北省假肢厂于一九八三年对湖北的英山、宜城两县进行了肢体残疾人普查和安装的试点工作。被调查总人数为797.689人,其中肢体残疾人为5,209人,约占总人口的6.3%。而下肢截肢者为223人,占残疾人总数的4%,占总人口的0.25%。(见表一、表二)。根据有关资料推算,湖北省的下肢截肢者约有一万人,全国约有十五万下肢截肢者。从经济条件看,农村中绝大多数截肢者在当地平均生活水平以下,较好者占2.5%,一般者占19.7%,贫困者占77.8%。这些人     

下肢截肢后的假肢训练

下肢截肢后患者康复治疗包括全身情况康复和残肢本身康复两个方面。通过有计划地进行假肢训练指导,了解异常步态产生的原因及掌握矫正方法,截肢者才能对假肢应用自如。     

下肢截肢后的假肢训练

下肢截肢后患康复治疗包括全身情况康复和残肢本身康复两个方面。通过有计划地进行假肢训练指导，了解异常步态产生的原因及掌握矫正方法，截肢才能对假肢应用自如。     

基于有限状态机控制的智能假肢踝关节

背景：目前智能假肢只是考虑了膝关节的作用,假肢踝关节只是作为假肢膝关节的辅助工具,无法根据外部环境和步态的变化实现假肢自然的行走。目的：研制出可靠的智能假肢踝关节,有效改善截肢者的步态。方法：在阻尼可变式踝足假肢的基础上,提出了有限状态机的控制方法,对踝足步态进行了详细的划分,在每个步态内制定了相关的控制策略。结果与结论：实验结果表明,基于有限状态机控制的智能假肢踝关节能够有效的跟随健肢侧运动,能够适应不同的步速,为以后膝踝协调运动奠定了一定的实验基础。     

下肢假肢步态试验机的设计

实验于2008-03在上海理工大学生物力学与康复工程研究所完成。基于仿生学原理,将人体下肢简化为刚体结构,关节简化为单轴结构,设计出一套下肢假肢步态试验装置。整个步态试验机装置系统由模拟腿、动力和传动装置及测控系统组成,主要部件有躯干、大腿、小腿、脚板和髋关节、膝关节、跑步机以及驱动部分。采集健康青年人常速行走的运动步态参数,以其关节角度数据作为输入信号,以步进电机作为动力驱动实现模拟腿的运动,达到正常人行走步态的模拟。结果显示,对模拟后的输出信号进行采集并与输入信号相比,最大相对误差为5.6%,在工程误差允许范围之内。提示下肢假肢步态试验机能基本模拟人的正常步态。     

下肢假肢的转动惯量测定装置

下肢假肢转动惯量测定装置原理是依据假肢的质心位置，以及假肢和假肢固定架的摆动周期来测定假肢绕任意轴转动的转动惯量。其中，假肢的质心由专门的质心测定装置测得，而转动周期依靠红外测试装置和计时器在随行夹具经若干周期的摆动后测出摆动周期。实验测量得到转动惯量的相对误差为3．8％，小于工程误差允许的5％。证明该装置测量像假肢这样形状复杂物体的转动惯量便捷、准确，精度能满足使用的要求，是一个兼具测试和研发双重功能的实验平台，这对提升假肢设计水平具有一定的指导意义。     

下肢运动假肢的装配工艺

前言随着残疾人体育运动的发展，已从早期的康复手段到近期的竞技阶段。中国截肢运动员穿戴假肢后在国际比赛场上，奋力拼搏、创造佳绩。不仅体现了我国截肢者康复和假肢装配的高水平，为国争光，而且也激励着其他截肢者克服困难、树立重新开始新生活的勇气和信心。本文通...     

下肢运动假肢的装配工艺

随着残疾人体育运动的发展．已从早期的康复手殷到近期的竞技阶段。中国截肢运动员穿戴假肢后在国际比赛场上，奋力拼搏、创造佳绩。不仅体现了我国截肢康复和假肢装配的高水平．为国争光．而且也激励着其他截肢克服困难、树立重新开始新生活的勇气和信心。本通过参加两届国际大赛的23名中国截肢运动员装配假肢，并获得优异成绩的实践，提出一些装配下肢运动假肢的有效方法。     

假肢智能膝关节研究进展

智能下肢假肢一般是指带有智能膝关节的假肢,其智能主要体现在可以随着步行速度、关节角度变化自动调整假肢膝关节控制力矩，使假肢步态在对称性和跟随性等方面更接近健康人步态，具有较高仿生性能。     

下肢假肢零部件选择与轻量化

下肢假肢的轻量化问题主要涉及到零部件的重量、性能和截肢者的活动性(度)等方面。文内论述了截肢者的状况、零部件的性能、重量和合理选择三者之间的关系,通过对近、现代下肢假肢零部件的发展状况的回顾,从下肢假肢零部件在截肢者中实际选择、运用等角度分析了三者之间的关系。     

下肢假肢零部件选择与轻量化

下肢假肢的轻量化问题主要涉及到零部件的重量、性能和截肢的活动性（度）等方面。内论述了截肢的状况、零部件的性能、重量和合理选择三之间的关系，通过对近、现代下肢假肢零部件的发展状况的回顾，从下肢假肢零部件在截肢中实际选择、运用等角度分析了三之间的关系。     

下肢假肢稳定协调区的分析

膝上假肢在下肢假肢的研究中占有重要的地位。本文对多轴膝上假肢在站立相的稳定性及向摆动相过渡的灵活性进行了探讨，提出了相对稳定性和稳定协调区的概念。通过对膝关节稳定协调区的讨论，说明了相对稳定性的概念和应用。     

人体下肢假肢的现代发展状况

介绍了人体下肢假肢技术的发展历史、研究现状、应用情况及未来的发展状况。纵观假肢发展的趋势，主要以新材料、传动方式以及智能化等方面的研究为主。新材料的应用主要以高强度、低质量的～类材料为主，如钛合金、碳素纤维以及其他复合材料；而新技术则以液压、气压等传动方式；控制方面则趋向于智能控制等。着重阐述了现代假肢技术的构成及假肢膝关节的控制技术。