摘要：三维人体姿势的分析对鼠标和相关产品的舒适性设计具有重要意义。运用关键点矩阵技术构建了手部骨架模型,通过Leap Motion TM采集握持不同鼠标样本下的手部关键点数据,以此计算得出各鼠标样本所对应的指间关节角度,根据层次分析法确定手指权重,并采用模糊评价方法构建基于手部关节角度的鼠标舒适性评价模型。舒适性评价结果表明,手部支撑稳定并能使手指自然伸展的鼠标舒适性评价值较高,以此为基础完成了面向用户舒适性需求的鼠标形态设计。研究结果为人体手部舒适性评价以及握持类工具设计提供了参考和指导。

摘要：目前假肢手大多由电机驱动,其体积大、质量大不够便携,为此本文设计了一种基于形状记忆合金驱动的模块化仿生手,整体质量为188 g,每根手指可独立驱动控制。通过滑轮组绕线的方式增大SMA丝的有效长度。绘制了假肢手的三维模型并对手指7连杆机构进行运动学分析及仿真,利用MATLAB验证了其关节角度和指尖轨迹曲线,以STM32单片机作为控制器结合多传感器设计了控制系统。并通过实验验证假手指的运动状态,结果表明,SMA驱动器的输出位移可以达到假手指所需的驱动行程,假手指的指尖轨迹与理论值相符合,可以达到设计的预期目标。研究结果解决了SMA驱动位移较小的问题,为形状记忆合金材料作为仿生假手的新型驱动器以及仿生手的机械结构提供了设计思路。

摘要：针对现有方法设计的模型缺少关节角度设置环节,导致自动化控制效果较差,为了解决该问题,提出了智能管家机器人运动轨迹自动化控制模型设计。根据家庭宠物看护智能机器人设备球形动态结构,设计自动化控制模型结构。该结构主要由食物控制模块、饮水控制模块、驱动电机以及装置电路组成,通过伺服马达驱动设计食物控制模块,并采用红外感应开关控制定时除尘器运行,运用电磁感应阀实现饮水控制,通过因特网远程监控装置电路。根据自动化控制模型的结构设计机器人功能,对机器人的肢体动作进行控制设计,通过转向引擎控制髋关节、膝关节和脚关节,最终结合APP完成对智能管家机器人运动轨迹的自动化控制。实验结果表明,该模型控制髋关节、膝关节和脚关节角度误差较低,具有精准控制机器人运动轨迹效果,为保障宠物及时喂食、喂水和粪便清洁提供帮助。

摘要：为改善民机的维修性设计,从人员维修时手臂的舒适度问题出发,考虑维修关节力矩和关节角度两方面因素的影响,提出面向民机维修的人体手臂舒适度分析方法。首先,依据Kane方程建立人体手臂动力学模型,求解手臂各自由度上的关节力矩;其次,将维修工具放置到维修手臂末端,调整维修姿态并将工具与维修目标交互,采用粒子群算法解算工具处于不同状态时各关节角度值以此确定手臂姿态;将手臂简化为棍棒模型,利用余弦定理反求维修中关节角度变化范围。最后采用NASA力量模型求解最大关节力矩,将关节力矩和关节角度影响因素代入到舒适度评价模型中。在虚拟仿真环境下对客舱座椅下不同位置的螺栓进行拆卸实验,证明了方法的有效性。

摘要：以吉林省短道速滑男队一名健将级运动员作为研究对象,采用simi motion生物力学三维运动解析系统,测定运动员弯道技术髋关节、膝关节、踝关节的角度和过弯道的速度,与不同时期高水平运动员进行比对,探寻潜在的技术规律,并从对比的异同中启发思考,为高水平运动员技术个性分化探讨做准备。研究结果表明:受试的髋、膝两个关节角度和优秀运动员平均值相差不大,平均速度有明显差距,不同时期优秀运动员过弯技术具有个体差异性。

摘要：针对动态测量手指关节角度的需要,设计了基于传感器的手指运动姿态监测方法。从可穿戴式设备的角度出发,在分析了PVDF压电薄膜传感器、电阻应变片和三轴加速度计ADXL330工作原理的基础上,设计了动态角度测量实验和3组监测实验;传感器固定在手套的对应关节的位置处。对比3组实验,分析实验数据,得到结论:PVDF压电薄膜传感器动态响应快,适合高频激励下手指运动姿态的监测;电阻应变片在高频激励下的响应有一定的延迟,这种响应迟后对动态应变测量会产生误差,其比较适合低频激励下手指运动姿态的监测;加速度计ADXL330在低频激励下能较好地实现对手指运动姿态的监测,其工作的稳定性和可靠性良好。

摘要：基于物联网云平台设计了一款简易肢体康护训练监测装置,用于对肢体康护训练人员进行自动智能监测,以缓解日益紧张的医护人员短缺问题。该装置主要由上位机和下位机两部分组成。下位机基于传感器技术自动获取肢体康护训练人员的训练数据,并完成信息处理与数据传输;上位机基于物联网技术实现装置远程控制和动态数据监测。通过测试,该装置能够自动完成被监测人员的肢体弯曲/拉伸角度和心率血氧参数的实时监测。

摘要：为提高机器人关节的运动灵活性,使其具有更快、更稳的步行能力,设计基于大数据聚类的机器人步态控制系统;通过传感器设备为主处理器元件、舵机控制板提供足量的传输电信号,完成机器人步态控制系统硬件设计;定义关键的关节节点,通过建立适应度函数的方式,实现基于大数据聚类的步态节点安排;分别从支撑腿运动规划、摆动腿运动规划两方面着手,收集大量的步态运动信息,再联合已知函数条件,对机器人关节角度进行求解,完成机器人行进步态的规划与处理,实现基于大数据聚类机器人步态控制系统的应用;实验将所得关节弯曲次数、角度值与理想数值对比可知,所设计系统位姿标定情况下关节弯曲次数值大、角度值小,机器人关节的运动灵活性水平高,具有相对稳定的步行运动能力。

摘要：针对两连杆串联机械臂,设计一种仿PD关节位置跟踪控制系统,实现了机械臂两关节角位移的定点控制。在传统PD控制器的基础上引入S型曲线函数,在忽略重力和摩擦力作用的情况下,提高了关节角位移的收敛速度,而且传统PD控制中需要的较大初始力矩有了一定程度的降低。依据李雅普诺夫稳定性理论说明了所设计系统的渐进稳定性,并通过仿真验证了所提出方法的有效性。

摘要：目的通过实验证明小腿假肢穿戴者的腰痛与穿戴假肢后行走产生的脊柱生物力学参数改变有关。方法对小腿假肢穿戴者步态中的脊柱生物力学进行运动学和动力学分析,利用三维动态捕捉系统和地面反力采集设备采集正常人和穿戴者的步态,对比分析了正常步态与穿戴者产生的下肢不等长步态在时空参数、地面反力、脊柱骨盆关节角度和重心高度数据结果。结果小腿假肢穿戴者步态中的脊柱骨盆倾斜角度与正常人存在很大差异,且在整个步态周期中明显不同。穿戴者脊柱生物力学参数改变是为了弥补截肢后小腿和足部功能损失引起的不稳定,穿戴者的异常步态引起了脊柱相关肌肉和骨骼状态的改变。同时,假脚的设计可能会对穿戴者脊柱生物力学参数产生影响。结论行走产生的脊柱生物力学参数改变很可能是小腿假肢穿戴者腰痛的发病原因。不同假脚的设计产生的穿戴者脊柱生物力学参数改变有不同影响。