国家自然科学基金(81101138)
- 作品数：8 被引量：27H指数：3
- 相关作者：刘坤韩宣赵静霞叶明李超更多>>
- 相关机构：吉林大学西安交通大学江南大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金长春市软科学研究计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 基于非侵入式虚拟传感方法的下肢关节运动学检测被引量：2
- 2015年
- 提出了一种基于非侵入式虚拟传感检测方式分析下肢关节运动学的方法。利用可穿戴式传感系统的检测信号,采用双物理传感器差分算法与双虚拟传感器差分算法相结合的方式,计算下肢关节处虚拟植入的传感器运动状态,在膝关节解剖学坐标系内,实现对膝关节的运动学分析。为了初步验证本方法的正确性与可用性,采用三轴加速度计和地磁力计等开发了一套可穿戴式传感系统,并通过五位受验者进行了实验验证。实验结果表明:本文方法可实现应用穿戴式传感系统进行非侵入式下肢关节运动学检测与分析,进一步改进和提高其测量精度后,可应用于步态分析。
- 刘坤赵建琛韩宣
- 关键词：仪器仪表技术
- 基于可穿戴传感系统的人体肢段定位动态评估
- 2014年
- 介绍了一种采用双传感器差分算法分析人体肢段双向偏转角并进行肢段定位的新方法;基于本方法开发了一套使用三轴加速度计的可穿戴式传感系统,用于获取和分析下肢肢段前后摆角和左右偏转角信息。为了评估本方法,将该系统分别在二自由度机械臂和受验志愿者大腿上进行了测试。结果表明:在理想条件下,只使用加速度计组成可穿戴式传感系统,通过测量髋关节和大腿上的加速度,就可以得到人体局部坐标系内下肢段定向的动态分析。
- 刘坤韩宣刘政
- 关键词：生物医学工程
- 臂式站起运动康复训练机械结构设计及分析被引量：6
- 2016年
- 通过建立人体运动生物力学模型研究了健康人体站起运动轨迹,设计了多自由度臂式下肢康复训练机械结构并对其进行了有限元分析与优化。通过实验研究了人体站起过程中各关节部位的角度变化,为下肢康复训练设备控制提供了参考。分析结果表明,对人体运动生物力学模型的研究和实验所得的数据能够对下肢智能康复训练方法提供有效参考,而本文所设计的机械结构符合使用环境下的力学性能要求,并且具有质量轻、占地少和成本低等优点,适于临床应用和产品化推广。
- 刘坤叶明李超闫鹏飞刘晋侨
- 关键词：机械设计生物医学工程
- 基于下肢传感器检测的防摔策略研究
- <正>目的:在下肢残障人士的康复运动以及老年人的日常活动过程中,很大程度上存在摔倒的风险;本课题旨在研究出一种可穿戴式的步态检测装置,能在人的活动过程中检测出下肢的力学和运动学信号并进行分析,在判断人有摔倒倾向时可以发出...
- 徐冰刘坤
- 文献传递
- 基于体外传感检测的人体站起动力学分析被引量：1
- 2018年
- 基于人体站起运动三肢段动力学模型,采用自制力传感平台与定制的加速度和角速度传感器,开发了一套非侵入式人体运动传感检测系统,并与实验室光学运动采集系统进行了比对验证;基于所检测的信号计算了下肢各关节力矩,分析了人体站起动力学参数特征。本传感分析系统通过穿戴式体外检测,无需解剖学植入传感器,相较于实验室人体动力学检测和分析方法,传感器数量和种类都有所减少,降低了成本。通过比较分析所开发系统与作为参照的实验室光学检测系统的实验数据,验证了本文检测系统的精度和有效性,可用于人体站起康复运动训练检测和评估系统,进而可用于外骨骼康复训练机器人的控制。
- 刘坤刘勇闫建超吉硕孙震源徐洪伟
- 关键词：机械设计生物医学工程
- 仿生运动康复机器人结构设计与优化被引量：2
- 2020年
- 为了给人体提供运动康复辅助和训练功能,设计了张合型下肢仿生运动康复机器人。通过前、后轮之间的差速,实现机器人鞍座可按照对标健康人体运动过程中髋关节运动轨迹进行运动,并且机械结构可从站姿张合状态调整为坐姿轮椅状态。分析了机械结构的静、动态平衡条件并做了有限元分析,以杆件壁厚值为变量,以所选材料最大许用应力、最大位移为边界条件,以最小质量为目标函数,得到了一款轻量化的张合型仿生运动康复机器人的机械结构。
- 刘坤吉硕孙震源徐洪伟刘勇
- 关键词：生物医学工程机器人设计结构优化
- 仿生步态训练机应用设计及结构优化
- 2020年
- 建立了人体7肢段步态行走运动模型,分析了健康人体行走时的足部运动轨迹和髋关节运动轨迹,设计了一种仿生踏步机,实现了对患者的仿生步态运动辅助。通过张紧轮与齿带的配合,驱动用户足部按仿生运动轨迹进行步态运动,并且可通过主撑杆与辅助撑杆配合驱动用户髋关节按照仿生运动轨迹运动,帮助患者实现科学高效的复健。最后,考虑运输轻便并降低制造耗材量,对机械结构进行了轻量化设计,利用有限元分析软件对机械结构进行静力学分析,以最大许用应力、最大许用位移为约束条件,以最小质量为目标函数,建立了迭代优化过程,给出了设计要求的优化结果。
- 刘坤卢昱孙震源吉硕刘勇樊学胜
- 关键词：生物医学工程步态分析轻量化
- 基于下肢动力学检测分析的站起康复训练机器人控制被引量：4
- 2015年
- 提出了人体站起轨迹控制方法(TCM)和阻尼控制方法(ICM)。采用这两种控制方法可以实现对机器人系统的控制,使患者能安全、有效地进行下肢站起运动康复训练。在患者站起过程中,下肢各肢段旋转角、身体运动轨迹、地面反力(GRF)、压力中心(COP)和绳索张力等参数可由康复机器人系统中的相应传感器实时检测得出,并通过实时运算得出髋、膝、踝各关节力矩,用于反馈控制。试验结果表明,该方法可以保证患者实现安全、舒适、有效的站起训练,适用于站起康复训练机器人控制系统。
- 刘坤赵建琛曹恩国韩宣
- 关键词：机械设计
- 多功能坐站辅助型如厕轮椅机械结构设计与优化被引量：14
- 2019年
- 设计了多功能坐站辅助型如厕轮椅机械结构。通过变杆长及变杆位的线性联动设计,使系统内外支撑杆对座位托举上升实现人体站起和迎候式辅助人体坐下的功能;加设扶手装置实现准确控制外支杆定点纵向位移,使机构在运行过程中辅助患者拟合对标健康人体正常站起轨迹进行坐下和站起的效果。对标健康人体的站、坐运动轨迹在Matlab软件中经归一标准化处理后得出。通过软件进行结构仿真模拟表明,该结构能够完成根据对标健康人体坐站运动轨迹进行运动康复辅助的效果。加设坐便圈及移动轮后可实现如厕动作辅助或轮椅移动功能。通过有限元软件,以质量最小为目标,设置约束条件,在保证机械结构力学性能的前提下极大降低了耗材质量。
- 刘坤吉硕孙震源徐洪伟刘勇赵静霞
- 关键词：机械设计结构优化
