基于远程运动中心机构的动力髋离断假肢的设计与仿真

作     者：段崇群 李新伟 何秉泽 邓志鹏 喻洪流 DUAN Chongqun;LI Xinwei;HE Bingze;DENG Zhipeng;YU Hongliu

作者机构：上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093 上海康复器械工程技术研究中心上海200093 民政部神经功能信息与康复工程重点实验室上海200093 

基　　金：国家自然科学基金(61473193) 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第3期

页      码：549-555,562页

摘      要：传统髋离断假肢转动中心常置于接受腔前下方而与健康侧髋关节转动中心位置不对称,导致假肢运动与健康下肢运动对称性差;且多数为被动关节,需要依靠截肢者代偿提髋动作实现假肢运动,同样的行走运动相比正常人需要多消耗2~3倍的能量。本文提出一种基于远程运动中心(RCM)机构的动力髋离断假肢(HDPs)。采用双平行四边形设计方法,以机构的最小尺寸为目标,利用遗传算法进行尺寸优化,实现了假肢旋转中心与健康侧下肢旋转中心相对称;通过分析人体行走过程中髋关节力矩和角度关系曲线,控制系统镜像健康侧下肢运动参数,利用并联驱动器系统为假肢提供助力。在建立的SolidWorks、ADAMS虚拟样机联合仿真平台上进行髋离断假肢的运动仿真并得到变化曲线,通过与健康下肢、传统假肢量化对比,分析设计方案的科学性。结果显示,本设计能够实现预期的效果,设计方案具有可行性。

主 题 词：髋离断假肢 远程运动中心 遗传算法 运动仿真 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 1010[医学-医学技术类] 100215[100215] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.7507/1001-5515.202007042

馆 藏 号：203103674...