外骨骼式手功能康复训练器结构设计 被引量：10

1

作者 李继才 官龙 +1 位作者 胡鑫 喻洪流 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2013年第5期412-415,共4页

目的设计一种用于手功能障碍康复训练的可穿戴外骨骼式机械装置.方法根据手指关节结构与运动仿生原理,机械包括穿戴式手指外骨骼机构及微电机驱动机构.在建立该机械装置三维模型的基础上,利用运动分析软件对所设计的机构进行运动仿真分... 目的设计一种用于手功能障碍康复训练的可穿戴外骨骼式机械装置.方法根据手指关节结构与运动仿生原理,机械包括穿戴式手指外骨骼机构及微电机驱动机构.在建立该机械装置三维模型的基础上,利用运动分析软件对所设计的机构进行运动仿真分析.结果和结论所设计的训练器结构紧凑、轻便,外骨骼手指机构可以在0~67°范围正常运动,运动过程中无干涉现象.仿真实验数据表明,该机械装置能很好地完成规划的训练动作,在运动学和力学性能上均满足设计要求. 展开更多

关键词 外骨骼 手功能 康复训练 运动仿真

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基于Fuzzy-CMAC的人体假肢系统智能控制方法研究 被引量：5

2

作者 喻洪流 徐兆红 +1 位作者 卢博睿 张定国 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期83-88,共6页

由于需要适应患者的参数个性化与步速变化,人体大腿假肢系统参数具有模型非线性与参数不确定性等复杂系统特性,因此需要寻求有效的智能控制方法。以一种自制的液压型智能大腿假肢结构为例,首先建立基于非线性阻尼控制参数与人体髋关节... 由于需要适应患者的参数个性化与步速变化,人体大腿假肢系统参数具有模型非线性与参数不确定性等复杂系统特性,因此需要寻求有效的智能控制方法。以一种自制的液压型智能大腿假肢结构为例,首先建立基于非线性阻尼控制参数与人体髋关节力矩的人机动力学模型,根据智能假腿的复杂系统特性设计一种PD-FCMAC逆动态复合控制模型,实现膝关节轨迹跟踪控制。以所建立的假腿实验样机动力学模型为对象,对PD-FCMAC方法进行实验仿真。实验结果表明,大腿假肢膝关节可以在约0.5 s时间内跟踪好目标曲线,具有良好的实时性与精度,且获得的膝关节阻力矩结果与膝关节角度曲线的循环交变规律一致。 展开更多

关键词 智能控制 大腿假肢 动力学模型 模糊CMAC控制器

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心肌桥壁冠状动脉血液动力学数值模拟 被引量：3

3

作者 周瑜 丁皓 +2 位作者 吕杰 姚伟 许世雄 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2011年第6期547-554,共8页

目的数值模拟心肌桥壁冠状动脉血液动力学,探索心肌桥壁冠状动脉近心端易发生动脉粥样硬化的血液动力学机理。方法建立随心搏运动的局部狭窄直圆管模型模拟心肌桥壁冠状动脉形态学,管壁为薄壁线弹性体,血流遵循不可压缩牛顿流体的一维... 目的数值模拟心肌桥壁冠状动脉血液动力学,探索心肌桥壁冠状动脉近心端易发生动脉粥样硬化的血液动力学机理。方法建立随心搏运动的局部狭窄直圆管模型模拟心肌桥壁冠状动脉形态学,管壁为薄壁线弹性体,血流遵循不可压缩牛顿流体的一维管流方程组,用Lax-Wendroff方法数值求解。结果心肌桥壁冠状动脉血液动力学与正常冠状动脉血液动力学相比有很大差异,血流量#壁切应力和壁切应力梯度均不同。在心肌桥壁冠状动脉中,近心端壁切应力及壁切应力梯度的变化要远大于远心端。对于有两段心肌桥的情况,它们的壁切应力和壁切应力梯度变化趋势基本一致,但距心室较远的心肌桥,其壁切应力和壁切应力梯度要大于靠近心室的那段心肌桥,且随时间的变化程度也更剧烈。结论数值模拟结果表明,心肌桥壁冠状动脉血液动力学不同于正常冠状动脉血液动力学,近心端壁切应力及壁切应力梯度的变化要远大于远心端,从而对动脉管内皮细胞产生重要影响,这可能是心肌桥壁冠状动脉近心端易发生动脉粥样硬化的血液动力学机理。 展开更多

关键词 心肌桥 壁冠状动脉 动脉粥样硬化 血液动力学 数值模拟 切应力

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基于“心肌桥-冠状动脉”模拟装置的周向应力研究 被引量：3

4

作者 丁皓 赵灵犀 +2 位作者 尚昆 徐萌 沈力行 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期276-280,共5页

研制一种心肌桥压迫冠状动脉的模拟装置,用以研究壁冠状动脉近端与远端周向应力的动态变化,并可实现其独立调节。制作"心肌桥-冠状动脉"模拟装置,分别改变模拟冠状动脉外压和心肌桥压迫程度并记录周向应力的变化情况。结果表... 研制一种心肌桥压迫冠状动脉的模拟装置,用以研究壁冠状动脉近端与远端周向应力的动态变化,并可实现其独立调节。制作"心肌桥-冠状动脉"模拟装置,分别改变模拟冠状动脉外压和心肌桥压迫程度并记录周向应力的变化情况。结果表明,周向应力的异常主要位于壁冠状动脉近端,随着心肌桥压迫程度加剧,近端的周向应力平均值与震荡值(最大值-最小值)明显增大。"心肌桥-冠状动脉"模拟装置能提供体外研究周向应力对血管影响的实验手段。 展开更多

关键词 心肌桥 冠状动脉 血流动力学 周向应力

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四连杆膝关节运动学性能仿真软件的实现 被引量：3

5

作者 尚昆 沈力行 +3 位作者 赵改平 喻洪流 丁皓 郭丹 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2009年第2期107-111,共5页

目的实现四连杆膝关节假肢的运动瞬心轨迹的仿真并建立稳定性分析系统。方法建立四连杆膝关节假肢瞬心轨迹与稳定性模型,通过Labview软件仿真假肢运动特性。结果该软件以动画的形式显示四连杆膝关节瞬心轨迹,计算出脚尖离地和脚跟着地的... 目的实现四连杆膝关节假肢的运动瞬心轨迹的仿真并建立稳定性分析系统。方法建立四连杆膝关节假肢瞬心轨迹与稳定性模型,通过Labview软件仿真假肢运动特性。结果该软件以动画的形式显示四连杆膝关节瞬心轨迹,计算出脚尖离地和脚跟着地的x/y值,即髋关节保持稳定所需力矩,并保存相关数据,与实物实验测得的数据比较,软件准确描述四连杆运动瞬心轨迹和稳定性。结论测试结果表明:通过设计参数,该系统能够动态仿真四连杆膝关节瞬心轨迹的变化,并结合稳定性参数,为四连杆假肢膝关节设计与评价提供了客观依据。 展开更多

关键词 四连杆膝关节 瞬心轨迹 仿真系统

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握速可调式肌电假手的系统研究 被引量：3

6

作者 官龙 易金花 +3 位作者 李继才 何荣荣 石萍 喻洪流 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期471-476,共6页

针对假手无法根据使用者的意愿来控制其握合速度的问题,设计了一种握速可调的智能肌电假手。在该肌电假手系统中,电极引入的表面肌电信号,放大150倍后,在频域进行信号处理。经过阈值和等值计算,最终输出控制信号到驱动电路对假手的直流... 针对假手无法根据使用者的意愿来控制其握合速度的问题,设计了一种握速可调的智能肌电假手。在该肌电假手系统中,电极引入的表面肌电信号,放大150倍后,在频域进行信号处理。经过阈值和等值计算,最终输出控制信号到驱动电路对假手的直流微电机进行控制。10名受试者参加了抓握试验,每人重复5次,记录输入肌电信号强度为500、1 000、1 500 mV时的输出电流、输出电压和握力等值,并拟合假手输出电压、输出电流、握力与输入肌电信号大小的曲线。拟合结果表明,假手速度与输出电压成正相关,在带有负载且不过载时,握力随着输出电流增大而增大。本假手系统具有稳定性,同时和假手握速可通过检测到的肌电信号强弱进行调节,提高了假手的灵活性。 展开更多

关键词 假手 肌电信号 握速可调

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索控式三自由度上肢康复训练机器人 被引量：3

7

作者 简卓 易金花 +1 位作者 顾余辉 喻洪流 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2013年第1期82-85,共4页

目的设计一种用于上肢功能障碍康复训练的索控式机械装置。方法利用钢丝绳索传递动力;电机驱动设备集中安装在底座。建立装置的三维模型并利用运动分析软件对设计进行仿真分析。设计驱动-控制电路,对样机进行验证。结果和结论该装置能... 目的设计一种用于上肢功能障碍康复训练的索控式机械装置。方法利用钢丝绳索传递动力;电机驱动设备集中安装在底座。建立装置的三维模型并利用运动分析软件对设计进行仿真分析。设计驱动-控制电路,对样机进行验证。结果和结论该装置能很好完成规划的训练动作,满足设计要求。利用实验样机实现了肩关节的助力训练。将样机的自主运动触发级别设置为3.6°以上能获得较好响应效果,并且能准确地识别使用者的运动意图。 展开更多

关键词 上肢 机械臂 索控 运动仿真 康复

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可躺可立式电动轮椅结构设计与运动学仿真 被引量：1

8

作者 顾余辉 简卓 喻洪流 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1129-1132,共4页

目的:为老年人以及下肢功能障碍的残疾人提供一种合适的代步工具。方法:提出了一种可躺可立式电动轮椅结构设计的方案,分析其工作原理,并建立了数学模型。根据人机工程学中的人体结构测量数据及轮椅结构几何关系,设计了轮椅关键部位的... 目的:为老年人以及下肢功能障碍的残疾人提供一种合适的代步工具。方法:提出了一种可躺可立式电动轮椅结构设计的方案,分析其工作原理,并建立了数学模型。根据人机工程学中的人体结构测量数据及轮椅结构几何关系,设计了轮椅关键部位的尺寸参数。运用Solidworks2010对轮椅结构进行了运动学仿真。结果:获得运动过程中关键部件的角度曲线以及各铰链点的位移曲线。结论:该结构设计合理,方案可行。 展开更多

关键词 电动轮椅 结构设计 运动仿真

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基于膝关节阻尼器特性的假腿系统动力学建模

9

作者 喻洪流 胡加华 +1 位作者 沈凌 钱省三 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第2期40-42,共3页

从解决完整约束的质点动力学问题的普遍方程拉格朗日方程出发,考虑关节间的液压阻尼,建立液压阻尼控制的针阀位置变量与液压阻力力矩之间的关系模型,从而推倒出了基于非线性阻尼特性参数的假腿动力学数学模型;通过对动力学模型的Matlab... 从解决完整约束的质点动力学问题的普遍方程拉格朗日方程出发,考虑关节间的液压阻尼,建立液压阻尼控制的针阀位置变量与液压阻力力矩之间的关系模型,从而推倒出了基于非线性阻尼特性参数的假腿动力学数学模型;通过对动力学模型的Matlab仿真表明:设定针阀位置变量X的不同值,可以得到假腿摆动相膝关节转动角度θ2的不同变化规律;随着针阀位置变量X的减小,膝关节的摆动幅度逐渐减小,速度不断加快;所建立的基于非线性阻尼控制参数与人体髋关节力矩的假腿动力学模型符合真实人体的控制规律。 展开更多

关键词 假肢 阻尼器 膝关节 动力学模型

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无障碍居家环境交互技术研究现状与趋势 被引量：3

10

作者 卢博睿 喻洪流 +2 位作者 朱沪生 董伦富 张晓玉 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期684-688,共5页

我国丧失行动能力的老年人已达940万，长期卧床、生活可不能自理的人门约有2700万．各类残疾人和长期卧床的老年人大量存在。

关键词 居家环境 交互 长期卧床 行动能力 老年人 残疾人

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人体外动力假手技术的研究状况及发展趋势 被引量：1

11

作者 李盼盼 喻洪流 赵胜楠 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期665-668,共4页

假肢是康复工程的重要内容和组成部分，直接关系到残肢者的健康。假肢是使截肢者康复、回归社会的重要手段，上肢假肢则是为上肢截肢者安装的假肢，用以代偿失去的上肢功能。近年来因战争、交通事故、自然灾害，以及糖尿病、心血管病等... 假肢是康复工程的重要内容和组成部分，直接关系到残肢者的健康。假肢是使截肢者康复、回归社会的重要手段，上肢假肢则是为上肢截肢者安装的假肢，用以代偿失去的上肢功能。近年来因战争、交通事故、自然灾害，以及糖尿病、心血管病等疾病导致截肢的人数在不断上升。因此，开展假肢的研究对于改善残疾人的生活条件和促进其医疗福利事业具有重要的现实意义和经济价值。 展开更多

关键词 上肢假肢 假手 体外 康复工程 截肢者 回归社会 上肢功能 交通事故

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膝上假肢的智能控制方法 被引量：8

12

作者 喻洪流 关慎远 +1 位作者 钱省三 赵展 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期145-147,共3页

目前国际上已开发出了多种商品化的液压／气压智能膝关节假肢产品，包括Otto Bock的C-LEG、Blatchford的IP、SmartIP、AdaptiveKnee、Nabco公司的NI—C411、德林公司的Auto-Pilot电子膝关节和Ossur公司的Smart Magnetix Knee等．其中NI-... 目前国际上已开发出了多种商品化的液压／气压智能膝关节假肢产品，包括Otto Bock的C-LEG、Blatchford的IP、SmartIP、AdaptiveKnee、Nabco公司的NI—C411、德林公司的Auto-Pilot电子膝关节和Ossur公司的Smart Magnetix Knee等．其中NI-C411和Auto—Pilot膝关节是四连杆电子膝关节。综观这些最新的微电脑控制膝关节，大部分可以通过控制液压／气压缸同时控制摆动相的速度和支撑相的稳定性，此外还可以适应不同的环境自动调整行走模式，如下坡／楼梯、绊倒、坐下等。不过这些关节的速度大多只有有限的几种，不能随意适应任意步速的变化。有些假肢关节还能模拟人体站立相的屈曲功能．如德林Auto—Pilot和Blatchford的AdaptiveKnee就可以在支撑相前期产生一定的弯曲，以缓冲腿的步行冲击。 展开更多

关键词 智能控制 膝上假肢 膝关节假肢 电子膝关节 SMART 微电脑控制 自动调整 模拟人体

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基于虚拟样机技术的下肢假肢结构设计与仿真 被引量：8

13

作者 沈凌 孟青云 喻洪流 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期34-37,47,共5页

下肢假肢动力学问题是智能仿生人工腿(intelligent bionic artificial limb prosthesis)研究领域中的重要内容.针对智能仿生人工腿,设计下肢假肢基本结构,运用Pro/E建立下肢假肢膝踝足关节模型,进行非线性动力学分析,并考虑了关节间的... 下肢假肢动力学问题是智能仿生人工腿(intelligent bionic artificial limb prosthesis)研究领域中的重要内容.针对智能仿生人工腿,设计下肢假肢基本结构,运用Pro/E建立下肢假肢膝踝足关节模型,进行非线性动力学分析,并考虑了关节间的摩擦问题.最后,通过ADAMS虚拟样机技术,对人体行走步态进行仿真模拟控制,为下肢假肢、步行机器人研究提供了理论基础. 展开更多

关键词 下肢假肢 动力学 虚拟样机

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智能假腿的CMAC控制与实例仿真 被引量：2

14

作者 喻洪流 沈凌 +2 位作者 赵展 徐兆红 钱省三 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第2期182-184,189,共4页

针对智能假腿系统模型的非线性与参数的不确定性等系统特性,提出了一种基于小脑模型神经网络控制器(CMAC)的假腿实时智能控制方法。该方法首先根据一种自制的假肢膝关节自适应结构,建立了智能假腿摆动相动力学数学模型,以描述智能假腿... 针对智能假腿系统模型的非线性与参数的不确定性等系统特性,提出了一种基于小脑模型神经网络控制器(CMAC)的假腿实时智能控制方法。该方法首先根据一种自制的假肢膝关节自适应结构,建立了智能假腿摆动相动力学数学模型,以描述智能假腿膝关节阻尼器控制参数与摆动运动参数之间的直接耦合关系。以此动力学模型为控制对象,设计了一种基于PD-CMAC的假腿系统智能控制器,并进行了实例仿真。仿真结果表明,假腿膝关节可以很快(约在0.5s时间内)跟踪好目标曲线,具有良好的实时性与精度;此外,膝关节阻尼器针阀开口位置与相应的假腿膝关节的角速度变化具有明显的负相关性;可以通过对假腿阻尼器针阀开口位置的调节,达到假腿跟踪健康腿摆动步态的目的。 展开更多

关键词 智能假腿 动力学模型 小脑模型控制器

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