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论文案例:髋离断假肢测试与评价系统

2025-12-09 16:27:23 679


基本信息:

上海理工大学·医疗器械与食品,研究方向:智能假肢

论文内容简介:

髋离断假肢(HDPs)作为下肢最高截肢平面适用假肢,其受众相对较少。在这种情况下,征集髋关节截肢者进行假肢测试难度较大。传统的对HDPs的评估大多采用来自截肢者的问卷调查,缺乏定量标准。在本文中,我们提出了一个步态模拟和评估(GSE)系统的HDPs测试。GSE系统包含一个假腿模拟机器人,可以重现人体特征点运动轨迹。我们使用自适应神经网络(ANN)控制方法训练仿真机器人与测试的HDPs一起行走。针对仿真机器人在被测试HDPs干扰时运动不稳定和轨迹跟踪误差大的问题,提出了神经网络方法。收集步态运动学和动力学数据,以分析测试的HDPs的性能。GSE系统提供了稳定的测试环境,为控制条件下的HDPs测试开辟了新的可能性。

论文创新点:

1、识别人机耦合系统特征点并设计自适应神经网络算法实现特征点轨迹复现

2、建立下肢假肢可量化评价体系

论文工程应用价值:

大多数假体测试是基于截肢者,特别是髋关节脱臼假体。本工作提供了一个基于量化评估的步态仿真与评估系统,可以对假体进行重复测试。该测试系统提高了髋关节脱臼假体研制的效率,提高了髋关节截肢患者测试的安全性。此外,该系统对其他下肢假肢(假膝、假踝)测试具有友好的向下兼容性。

灵思创奇设备价值

RT-sim与Matlab机器人工具箱联合的半物理仿真为假肢测试提供了稳定的轨迹复现和调试解决方案。对于人体特征点轨迹绝对位置复现、阻抗融合的假肢-环境柔性交互验证是一种便捷可行的实现方案。