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时间:2018-09-25
《智能下肢假肢膝踝协调控制方法研究毕业设计说明书》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、毕业设计说明书系(专业):自动化专业题目:智能下肢假肢膝踝协调控制方法研究毕业设计(论文)中文摘要智能下肢假肢膝踝协调控制方法研究摘要:近年来智能假肢的发展如火如荼,但是真正能够实现膝踝协调控制的智能假肢可以说是少之又少。本课题研究的膝踝协调控制系统利用三个霍尔元件识别步态,再通过专家控制的方法对系统进行控制,改善了系统的控制效果。本课题首先对该项技术的国内外发展现状进行了研究。之后,完成了控制系统的硬件电路设计与分析。在此基础上,设计方案测定了膝、踝协调针阀开度曲线,并形成了专家控制知识库。最后,运用专家
2、控制的控制策略设计了系统软件部分,改善了膝踝协调控制系统的控制效果。关键词:膝踝协调针阀开度曲线MFC专家控制毕业设计(论文)外文摘要TitleTheResearchofCoordinatedControlofKneeAndAnkleforIntelligentProsthesisAbstractAlthoughintelligentprosthesisgrowingvigorouslyinrecentyears,theproductswhichcanachievecoordinatedcontrolofk
3、neeandanklearenumbered.Inthisresearch,threehallelementsareusedtoidentifythegaitforthecoordinatedcontrolsystemofkneeandankle.Expertcontrolmethodisusedforthissystemwhichimprovesthecontroleffect.Firstofall,thedomesticandforeigndevelopmentpresentsituationisstu
4、died.Then,thedesignandanalysisofhardwarecircuithasbeencompleted.Onthisbasis,thecurveofneedle’svalueistestedandknowledgebaseofexpertcontrolisformed.Finally,thesoftwareisdesignedbasedonthecontrolstrategyofexpertcontrolwhichimprovedthecontroleffectofthissyste
5、m.Keywords:kneeandanklecoordinationneedlevalvecurveMFCexpertcontrol目录1引言11.1选题的目的和意义11.2智能假肢国内外发展现状11.3课题研究内容22膝踝协调控制器的硬件设计32.1控制芯片MSP430简介32.2硬件电路分析与设计42.3小结83膝、踝关节针阀开度曲线的测定83.1测试方案设计83.2MFC测试程序设计93.3小结124膝踝协调控制算法设计124.1控制策略的选择124.2控制系统软件设计144.3小结17结论18参考
6、文献19致谢21附录A部分软件程序22图1膝踝协调控制器原理图281引言1.1选题的目的和意义假肢是为了恢复人体的形态和功能,补偿截肢造成的缺损而制作和装配的人工肢体。为了提高残疾人特别是肢体残疾者的生活水平,假肢的研究显得尤为重要。其中下肢截肢者丧失了最基本的行走能力,安装假肢是补偿其运动功能的最佳途径。智能假肢的出现对于帮助残疾人回归到正常生活、学习和工作中,对于减轻社会负担无疑都具有重要的意义。1.2智能假肢国内外发展状况1.2.1国外发展状况在很早的时候,各国都产生过木头制成的假肢。但从真正意义上现
7、代的假肢来说,国外假肢技术发展的较早。早在19世纪60年代,欧洲人就发明了首个人工假肢。到了20世纪初期,由于世界大战的爆发欧美国家都开始研究假肢,但是这时其发展主要是为了那些肢体伤残的军人。战争结束以后,假肢行业得到了很大发展,西方发达国家纷纷成立了假肢研究所,掀起了假肢技术发展的小高潮。这一时期的假肢均为纯机械式假肢,通过弹簧、液压缸、气压缸提供阻尼,根据残疾人的日常行走习惯再通过手动调节阻尼。这种假肢步态不协调,路况适应能力差,不具有步速跟随功能。随着各国的研究发展,到了九十年代左右,出现了智能假肢。
8、1986年来自日本的中川昭夫首先提出用微处理器来控制膝关节针阀,从而改变膝关节阻尼实现步速调整的构想,这种膝关节假肢被称为智能假肢。1990年,世界上第一个智能下肢假肢由英国布莱切福特公司研制成功,它具有全新承重自锁的功能,可实现平滑开锁和大角度锁定,可实现支撑期锁定和向摆动期平稳过渡。20世纪后,智能下肢假肢技术出现突破性进展,仿生智能假肢产品已经推向市场。2006年德国OttoBock公司发明了世界上首例应用
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