發(fā)布時間：2017-08-04 01:20

  本文關(guān)鍵詞：氣動肌肉上肢外骨骼增能研究

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【摘要】：長久以來,因先天或后天因素造成的人的肢體機能的損害或者喪失,一直是人類社會面臨的一個嚴峻而現(xiàn)實的問題。當個體失去部分或者全部行動能力時,不僅給當事者帶來生活工作上的困擾,而且會引發(fā)一系列更為嚴重的連鎖社會問題。因此,如何有效地利用現(xiàn)代科學技術(shù)為這一群體提供幫助,恢復或部分恢復其行動能力,已成為當今科研領(lǐng)域的一項重要研究課題。 智能外骨骼系統(tǒng)則是解決這一問題的有效途徑之一。 智能外骨骼系統(tǒng)模仿生物界節(jié)肢動物門外殼,通過現(xiàn)代科學技術(shù),把人和機器系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來,使得機器可以根據(jù)人體的自身信號反饋而行動,從而輔助人體,達到增強人體機能、康復受損肢體行動力等目的。 十八世紀工業(yè)革命的興起,以及二十世紀中葉控制理論的繁榮發(fā)展,都極大地推動了科學技術(shù)的進步,并衍生出形式多樣的智能控制技術(shù)。其中,氣動肌肉技術(shù)的出現(xiàn)為智能外骨骼系統(tǒng)的設計制造提供了一種新的可行性道路。 氣動肌肉作為一種新型驅(qū)動器,相比伺服電機等傳統(tǒng)驅(qū)動器,具有若干優(yōu)點,例如質(zhì)量輕、極限范圍控制強、易于排列組合、無污染、生產(chǎn)成本低廉等,均非常適合用于智能外骨骼系統(tǒng)的構(gòu)建。因此,以氣動肌肉為驅(qū)動器的智能外骨骼系統(tǒng)日益成為當前研究的熱點,很多研究人員以及機構(gòu)都正從事這方面的研究,期望該技術(shù)能更好的服務于需要人群。 在智能外骨骼系統(tǒng)的研究中,除機械結(jié)構(gòu)、力學分析等方面外,系統(tǒng)與人的交互研究也是其重要組成部分,而在這一研究領(lǐng)域,除了反饋控制、人機一體化協(xié)調(diào)等研究外,其增能效果的研究也是相當重要的環(huán)節(jié)。 測試智能外骨骼系統(tǒng)對人體的輔助程度,則需要測試人體自身肌肉在運動中的各種參數(shù)。肌電信號測試能有效的反映出人體在穿戴外骨骼系統(tǒng)前后的肌肉肌電信號變化情況,從而分析出外智能外骨骼系統(tǒng)的增能效果。而更進一步,采集的人體肌電信號亦能作為智能外骨骼系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù),能更好的設計并優(yōu)化給予人體輔助的外骨骼系統(tǒng)。 本文將重點設計采用氣動肌肉為驅(qū)動器的上肢外骨骼輔助裝備,并通過肌電信號測試和分析,研究其增能效果,進而驗證本文所提出的理論、方法和技術(shù)的正確性與可行性,亦為后續(xù)的深入研究和擴展應用提供科學的數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：外骨骼系統(tǒng) 氣動肌肉 肌電測試 輔助裝備
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R318.17
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 緒論12-14
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究目的13-14
• 第2章 上肢外骨骼系統(tǒng)的研究背景14-28
• 2.1 外骨骼系統(tǒng)14-20
• 2.1.1 智能外骨骼系統(tǒng)的分類15-17
• 2.1.2 增能型外骨骼系統(tǒng)的研究進展17-20
• 2.2 氣動肌肉技術(shù)20-24
• 2.2.1 氣動肌肉的發(fā)展21
• 2.2.2 氣動肌肉的種類21-23
• 2.2.3 氣動肌肉技術(shù)的研究展望23-24
• 2.3 肌電信號24-27
• 2.3.1 肌電信號的基本原理24-25
• 2.3.2 肌電信號測量25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 上肢外骨骼系統(tǒng)理論研究28-35
• 3.1 外骨骼系統(tǒng)研究28-31
• 3.1.1 肘關(guān)節(jié)運動機理28-29
• 3.1.2 氣動肌肉肘關(guān)節(jié)執(zhí)行器29-31
• 3.2 表面肌電信號研究31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 實驗準備35-41
• 4.1 實驗用簡易氣動肌肉上肢外骨骼設計35-39
• 4.2 實驗模型測試39
• 4.3 實驗設計39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 實驗數(shù)據(jù)收集及分析41-48
• 5.1 實驗對象與方法41-43
• 5.1.1 對象41
• 5.1.2 主要儀器41
• 5.1.3 實驗方法41-43
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)分析43-46
• 5.2.1 主觀疲勞程度評價43
• 5.2.2 sEMG信號數(shù)據(jù)分析43-45
• 5.2.3 MF頻域指標分析45-46
• 5.3 實驗結(jié)果討論46-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 第6章 總結(jié)與展望48-52
• 6.1 總結(jié)48
• 6.2 展望48-52
• 參考文獻52-55
• 致謝55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王健,方紅光,楊紅春;運動性肌肉疲勞的表面肌電非線性信號特征[J];體育科學;2005年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李曉明;基于外骨骼技術(shù)的機器人遠程控制[D];浙江大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 岳光華;我國男子高水平鏈球運動員最后用力階段主要用力肌群表面肌電分析[D];首都體育學院;2011年

2 張杰;腦卒中癱瘓下肢外骨骼康復機器人的研究[D];浙江大學;2007年

3 王俊杰;輪椅競速“蝴蝶”技術(shù)的力學及肌電特征研究[D];大連理工大學;2009年

4 劉曉威;平板臥推力量訓練動作的規(guī)范性探討[D];北京體育大學;2007年

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本文編號：617165