主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的優(yōu)化設(shè)計(jì)與阻抗控制的開(kāi)題報(bào)告

主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的優(yōu)化設(shè)計(jì)與阻抗控制的開(kāi)題報(bào)告開(kāi)題報(bào)告論文題目：主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的優(yōu)化設(shè)計(jì)與阻抗控制一、研究背景及意義近年來(lái)，隨著生物力學(xué)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員對(duì)于假肢技術(shù)的研究不斷深入，尤其是對(duì)于腿部假肢技術(shù)的發(fā)展逐漸走向智能化和機(jī)電一體化方向，通過(guò)對(duì)假肢進(jìn)行感知、控制、反饋等處理，達(dá)到與自然行走接近的效果。其中，踝關(guān)節(jié)假肢的研究備受關(guān)注，由于踝關(guān)節(jié)在行走過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，且踝部受傷或殘缺的用戶(hù)需要通過(guò)假肢來(lái)恢復(fù)正常行走功能。然而，目前市場(chǎng)上大多數(shù)踝關(guān)節(jié)假肢是被動(dòng)式的，缺乏機(jī)電一體化的功能，無(wú)法與個(gè)體需求相匹配。而主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢可以通過(guò)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自然步態(tài)。因此，本論文主要研究主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和阻抗控制技術(shù)，達(dá)到更好的行走效果和個(gè)性化定制。二、研究?jī)?nèi)容1.主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢構(gòu)造設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)人類(lèi)正常行走過(guò)程的生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，結(jié)合假肢技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、穩(wěn)定性良好的主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢。2.偏外力控制策略由于主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢具有主動(dòng)運(yùn)動(dòng)功能，因此需要避免過(guò)度主動(dòng)。本文將開(kāi)展偏外力控制策略的研究，包括力矩控制和壓力控制。對(duì)于行走時(shí)的偏外力分析，可采用紅外傳感器探測(cè)力矩，壓力控制則根據(jù)足底接觸面積和重心位置進(jìn)行計(jì)算。3.人體模型優(yōu)化本文將開(kāi)展基于人體模型的優(yōu)化研究，建立三維人體模型，包括關(guān)節(jié)和肌肉的力學(xué)參數(shù)。結(jié)合主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的設(shè)計(jì)和控制策略，開(kāi)展模型算法的優(yōu)化和驗(yàn)證，進(jìn)一步優(yōu)化假肢的控制精度和行走效果。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，首先將采用預(yù)定義的步伐模式進(jìn)行初步測(cè)試，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化假肢的性能。在模擬不同的場(chǎng)景下，測(cè)試主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的性能。最終，進(jìn)一步測(cè)試不同行走條件下主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的表現(xiàn)。三、預(yù)期成果1.設(shè)計(jì)出穩(wěn)定、功能齊全的主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢，并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。2.開(kāi)發(fā)出偏外力控制策略，解決主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢過(guò)度主動(dòng)的問(wèn)題。3.建立和優(yōu)化基于人體模型的算法和控制策略，提高假肢的控制精度和行走效果。4.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢在各種行走條件下的性能表現(xiàn)。四、研究方法1.文獻(xiàn)調(diào)研：收集國(guó)內(nèi)外主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢領(lǐng)域的最新研究成果和技術(shù)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化：根據(jù)生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的理論，結(jié)合假肢技術(shù)發(fā)展，設(shè)計(jì)高性能的主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢。3.算法和控制策略?xún)?yōu)化：根據(jù)所建立的人體模型和設(shè)計(jì)的假肢模型，通過(guò)數(shù)值模型和仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行算法和控制策略?xún)?yōu)化。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：設(shè)計(jì)不同行走條件和場(chǎng)景，測(cè)試主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢的性能表現(xiàn)。五、論文框架與進(jìn)展計(jì)劃1.緒論：概述主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢研究的背景、意義和研究現(xiàn)狀。2.主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇。3.偏外力控制策略研究。4.人體模型的建立與優(yōu)化研究。5.算法及控制策略的研究?jī)?yōu)化。6.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析。7.結(jié)論與展望。進(jìn)展計(jì)劃：預(yù)計(jì)在六個(gè)月內(nèi)完成主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇、偏外力控制策略研究和人體模型的建立與優(yōu)化研