氣動肌肉上肢外骨骼增能研究.pdf

1、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

2、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)

3、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

4、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