基于人体生物力学的动力踝足假肢机构研究

随着各类学科的协调发展,动力踝足假肢机构的相关课题也得到了众多研究机构和高校的广泛研究,初步成果也已经得到了广泛的认可。本研究充分理解人体踝关节的生物特性和固有性能,对人体行走步态作了深入的分析与处理,设计了能够调整刚度的串联弹性驱动器和并联弹簧机构,在此基础上完成了基于人体踝足生物力学的动力踝足假肢机构的设计。

研究目标和内容:
充分研究人体踝关节的生物特性和固有性能;结合人体动力学模型,由人体行走运动检测结果得出下肢踝关节的运动学及动力学信息;面向机构设计进行踝关节运动生物力学研究,简化设计模型,设计踝足假肢机构;利用虚拟样机技术进行动力学仿真,实现行走特性;通过有限元分析优化核心部件,提高仿生性能;基于肌电信号探讨控制方案,根据可行的控制策略,进行系统建模、分析及综合。对进一步的研究工作提出预期和规划。

关键科学与技术问题:
对人体下肢运动信息的采集与分析;人体运动的生物力学分析;肌电信号的采集、分析与模式识别;控制策略的研究与控制器的设计;动力型智能假肢机构的设计。