主被动踝关节假肢与控制方法试验研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 主被动踝关节假肢研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第14-16页 |
| 第2章 人体行走踝关节模型研究 | 第16-23页 |
| 2.1 人体踝关节结构模型 | 第16-17页 |
| 2.2 人体行走踝关节生物力学特性 | 第17-19页 |
| 2.2.1 步态周期划分 | 第17-18页 |
| 2.2.2 踝关节阻抗分析 | 第18-19页 |
| 2.3 踝关节假肢的设计目标 | 第19-22页 |
| 2.3.1 机械结构需求 | 第19-20页 |
| 2.3.2 传感系统需求 | 第20-21页 |
| 2.3.3 控制系统需求 | 第21-22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 主被动踝关节假肢样机结构优化分析 | 第23-32页 |
| 3.1 试验样机整体构型研究 | 第23-25页 |
| 3.1.1 试验样机结构构型 | 第23-24页 |
| 3.1.2 试验样机模型整体结构 | 第24-25页 |
| 3.2 假肢关键部件研究 | 第25-30页 |
| 3.2.1 传动系统 | 第25-27页 |
| 3.2.2 SEA执行器研究 | 第27-28页 |
| 3.2.3 并联弹簧机构 | 第28-30页 |
| 3.3 踝关节假肢系统工作过程 | 第30-31页 |
| 3.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 第4章 主被动踝关节假肢控制方法研究 | 第32-48页 |
| 4.1 假肢运动学模型 | 第32-33页 |
| 4.1.1 假肢机构简图 | 第32页 |
| 4.1.2 机构运动学分析 | 第32-33页 |
| 4.2 直流电机伺服控制系统基本结构 | 第33-34页 |
| 4.3 踝关节假肢控制算法研究 | 第34-40页 |
| 4.3.1 有限状态机控制研究 | 第35-37页 |
| 4.3.2 底层模糊PID控制算法 | 第37-40页 |
| 4.4 角度控制仿真 | 第40-43页 |
| 4.5 力矩控制仿真 | 第43-47页 |
| 4.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第5章 主被动踝关节假肢控制系统硬件模块研究 | 第48-62页 |
| 5.1 传感器模块研究 | 第48-51页 |
| 5.1.1 角度传感器 | 第48-49页 |
| 5.1.2 压力传感器 | 第49-50页 |
| 5.1.3 力矩传感器分析 | 第50-51页 |
| 5.2 控制器硬件模块研究 | 第51-60页 |
| 5.2.1 主控芯片简介 | 第51-52页 |
| 5.2.2 单片机最小核心电路设计 | 第52-54页 |
| 5.2.3 角度传感器信号模块 | 第54页 |
| 5.2.4 薄膜压力传感器信号采集模块 | 第54-55页 |
| 5.2.5 电机控制输出模块 | 第55-56页 |
| 5.2.6 串口通讯模块设计与分析 | 第56-57页 |
| 5.2.7 nRF无线通讯模块设计与分析 | 第57-58页 |
| 5.2.8 控制器的PCB设计 | 第58-60页 |
| 5.3 直流伺服电机驱动模块 | 第60-61页 |
| 5.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 第6章 主被动踝关节假肢控制系统软件分析 | 第62-78页 |
| 6.1 开发环境与编程方法介绍 | 第62-63页 |
| 6.2 主程序分析与研究 | 第63-65页 |
| 6.3 功能模块函数设计分析 | 第65-74页 |
| 6.3.1 传感器信号采集 | 第65-67页 |
| 6.3.2 控制算法 | 第67-71页 |
| 6.3.3 电机运动控制 | 第71-73页 |
| 6.3.4 nRF通讯模块程序研究 | 第73-74页 |
| 6.4 上位机程序研究 | 第74-77页 |
| 6.5 本章小结 | 第77-78页 |
| 第7章 样机试验与数据分析 | 第78-84页 |
| 7.1 试验装置搭建 | 第78-80页 |
| 7.2 角度跟随控制试验 | 第80-81页 |
| 7.3 有限状态机控制试验 | 第81-83页 |
| 7.4 本章小结 | 第83-84页 |
| 第8章 结论与展望 | 第84-86页 |
| 8.1 研究结论 | 第84-85页 |
| 8.1.1 研究成果 | 第84页 |
| 8.1.2 研究创新点 | 第84-85页 |
| 8.2 研究展望 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-91页 |
| 致谢 | 第91-92页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第92页 |
