一种动力型髋离断假肢控制系统研究

目的 探讨一种动力型髋离断假肢控制方法提升佩戴者步态对称性的可行性。 方法 通过九轴姿态传感器采集健康人体下肢步态运动学信息,使用BP神经网络建立穿戴髋离断假肢截肢者健侧-假肢侧运动学映射模型。将截肢者健侧腿的运动学信息实时传入该映射模型,生成髋离断假肢运动的目标轨迹,结合下肢假肢动力学模型,通过PID算法控制髋离断假肢电机运动,实现截肢者的实时步态分析和假肢的实时控制。记录截肢者穿戴动力髋离断假肢行走实验中的步长、步频及最大髋关节角度等数据,并结合步态对称性指标SⅠ、RⅠ、RⅡ对假肢控制效果进行评估。 结果 BP神经网络建立的截肢者健侧和假肢侧的运动学映射模型,综合关联度达到98.7%。相对于传统髋离断假肢,动力髋离断假肢髋关节的最大屈曲角度提升了105.5%,截肢者的步态对称性指标SⅠ和RⅡ分别提升了74.2%和72.2%。 结论 动力型髋离断假肢控制系统能提高假肢穿戴者的步态对称性。     

柔性链驱动的手功能康复训练系统研究

该研究提出了一种具有柔性链驱动机构的可穿戴手功能康复训练装置。在建立机械结构三维模型的基础上,进行了刚柔耦合动力学分析,并设计了具有虚拟现实训练功能的人机交互控制系统。实验样机穿戴测试表明,患者平均穿戴时间为30 s,具有良好的人机交互性及患者个性化适应性;柔性链牵引手指实现掌指关节0~90°,近侧指间关节0~110°范围内正常运动,且实际手功能康复训练运动与动力学仿真结果相一致,证明了其结构设计的合理性。