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步态相位识别技术在人工腿设计中的应用研究

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谭冠政 赵洪涛

中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410083

计算机测量与控制
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国际标准刊号:ISSN 1671-4598
国内统一刊号:CN 11-4762

摘  要:

对国内首个智能仿生人工腿原型机CIP-I Leg的基本结构及工作原理进行简要的介绍,接着介绍了智能人工腿摆动相模糊控制系统的整体设计方案;文中对健康腿的步态从单足和双足两个角度进行分析,提出基于人工腿的步态识别方案,并详细介绍了人工腿步态识别的具体实现方法;步态信息通过膝关节处的霍尔传感器和脚底的压力传感器获取,并给出了霍尔传感器和压力传感器的信号的硬件处理电路及软件流程图;实验结果表明,系统能够可靠地检测出步态相位信息,并取得了预期的效果。[著者文摘]

Leg;gait recognition;fuzzy controller;H all sensor;force sensor;remove interference pulse O 引言关于人工腿(假肢)的研究,无论是在国内还是在国外都已经有了数百年的历史L1]。由于各种条件的限制,在第二次世界大战以前,人工腿的研究在技术上还没有什么突破。直到二战后,现代膝关节才被开发出来,液压缸开始被用于膝关节,用以增大膝关节旋转时的阻尼,防止小腿摆动时膝关节的弯曲角度过大。从上个世纪7O年代起,微电子技术和传感器技术开始被应用于膝关节的设计,给假肢的设计带来了一场革命,随后出现了智能膝关节。这种智能膝关节将计算机技术用于控制膝关节的转动阻尼,较以往的纯机械式受动膝关节有明显的优势Ll ],它能够通过传感器感知佩带者的步行速度,然后调节膝关节的阻尼,使假肢的摆动与健康腿的摆动相协调,步态更为自然。我国在智能人工腿的研究方面起步较晚,目前还处于起步阶段,迄今为止......
Computer Measurement & Control

栏目信息:

工业控制

分 类 号:

TP24 TP271.4

文献标识码:

B

文章编号:

1671-4598(2007)10-1315-04

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参考文献(10篇) 耦合文献(15篇)  主题相关

[参考文献]

Gait Phase Identification and Its Application Research on Design of Artificial Leg

Tan Guanzheng, Zhao Hongtao (School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Abstract:

The basic structure and work principle of the first intelligent bionic artificial leg prototype CIP--I designed by Chinese re- searchers are introduced in brief, then the design scheme of the artificial leg's swing phase control system is introduced, fuzzy control is used and in the course of the design. Gait of sound legs is analyzed from the view of single--leg and double--leg in detail, and then the design of gait identification system is proposed in detail. Gait information is gained from the Hall sensor in the knee joint and the force sensor under the prosthetic foot. Signal processing circuit and flow chart are given for sampling signals from Hall sensor and force sensor in the end. The result of experiments indicated that the system can detect the information of Gait phase reliably and the expectant purpose is achieved.[著者文摘]

Key words:

CIP--I Leg; gait recognition; fuzzy controller; Hall sensor; force sensor; remove interference pulse

收稿日期: 2006-10-13
修订日期: 2006-11-29

基金资助:

国家自然科学基金(50275150);高等学校博士学科点专项科研基金(20040533035).

作者简介:

谭冠政(1962-),男,湖南湘潭人,工学博士,教授,博士生导师,主要从事智能机器人系统与控制、人工智能与认知系统、先进控制理论与先进算法等方向的研究。

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