红外热图技术在气功研究中的应用

本文用红外技术研究发功时上肢体表温度变化的特点和它的规律。     

核桃在PICC置管早期患者中的应用

PICC技术的广泛应用,大大降低了临床患者由于药物渗出导致的周围组织坏死的危险,作为对患者保护血管的重要手段之一。但是在置管早期,由于大多数患者不知道怎样进行上肢的活动训练,或者担心导管受到影响,而减少活动,导致了患者置管上肢的肿胀、机械性静脉炎等早期并发症的发生。我科自2009年1月起用核桃为置管患者做上肢的活动训练,取得满意效果,现报告如下。     

多关节人体上肢运动的优化轨迹预测

研究了手端无约束条件下,多关节人体上肢点到点运动优化轨迹的预测. 首先建立了多关节上肢平面运动的动力学模型,根据最小功准则提出优化目标函数,将上肢点到点运动的优化轨迹求解问题转化为两点边值问题,设计了寻优的迭代算法,求得了上肢运动的优化轨迹与相应的速度变化曲线. 仿真结果表明: 平衡点位置或关节力矩平滑地变化,避免了肢体出现急加速-急减速的运动形式,减少了肢体运动时的能量消耗;手端的运动轨迹为近似直线,速度为单峰的钟形曲线,这与上肢优化运动的特征相吻合,也表明最小功准则可以有效预测多关节上肢运动的优化轨迹.      

基于DMFC的上肢外骨骼人—机协调控制系统

上肢外骨骼人—机协调控制系统中的一个关键问题是直角坐标系中的力信号转换成联合坐标系中力矩,该过程中奇点几乎一直存在。为了解决这个问题,提出了一种基于动态模型力控制器(dynamic model of force control, DMFC)的控制系统。利用阻尼最小二乘法处理负载,转矩补偿负载质量,避免了奇异性。在外骨骼的末端执行器处安装力传感器用于测量外骨骼和负载之间的力,通过相互作用力自动反映使用者的运动意图。实验结果表明,提出的控制系统具有非常好的稳定性和可负载性,当施加负载补偿时,不附加任何物体与附加5公斤对象的外骨骼末端执行器位置之间的稳态误差可减小至0.01 以下,完全满足起吊重物的上肢外骨骼需求。     

智能上肢外骨骼机器人研究进展与展望

智能机器替代人工进行生产工作,如今已成为生产制造业等很多行业的发展趋势。在工业、康复等领域,智能上肢外骨骼机器人正在快速发展并投入使用。上肢外骨骼本质是可穿戴机器人,其跟随和力量辅助可以增强佩戴者的运动能力以及恢复上肢功能受损或丧失的患者的运动能力。文章首先对国内外近年来上肢外骨骼的研究现状进行概述分析,从而了解上肢外骨骼前沿技术和发展趋势;其次对上肢外骨骼的关键技术进行概括讨论,其中包括驱动传动、智能控制等;最后,通过比较近年来上肢外骨骼的研究方案,总结了上肢外骨骼发展所面临的挑战,并对其未来研究发展方向进行展望。     

羽毛球运动员表面肌电信号采集与提取仿真

为更精确地分析羽毛球运动员上肢运动细节,提出基于表面肌电信号的采集与提取方法。采集不同的肌电信号反映动作状态,提取上肢局部动作特征向量,利用小波变换结合自适应滤波的方法对采集的不同动作对应的表面肌电信号进行预处理,获得纯净的表面肌电信号。利用神经网络算法比较表面肌电信号时域特征、频域特征以及时频特征对羽毛球运动员上肢运动的影响。通过计算机仿真验证上肢运动模拟模型合理性,结果表明,所提方法能有效采集羽毛球运动员上肢运动的规律,识别正确率高,动作执行完整度高。     

人体上肢运动的Kane动力学模型

建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型，并应用Kane方法建立了上肢鞭打动作的物理模型，计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力．实践证明，Kane方法在描述和计算上肢运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编程计算方便高效的特点，计算结果能够反映动作实际．通过对棒球投掷动作上肢三个环节力和力矩进行计算与分析，初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关节反作用力与动作技术的关系．     

虚拟现实技术在上肢康复机器人系统中的应用

虚拟现实技术是为康复训练提供重复的练习和成绩的反馈以及维持动机的重要技术手段。在对虚拟现实技术及机器人康复系统进行概述的基础上介绍了上肢康复机器人系统的原理及虚拟现实技术在上肢康复中的应用现状,最后设计了一种上肢康复机器人虚拟现实训练场景。     

基于SVM的上肢康复机械臂轨迹跟踪预测控制

针对上肢康复训练机械臂具有强耦合、非线性和时变的特点,设计了基于SVM（支持向量机）的轨迹跟踪预测控制器。采集机械臂系统的输入和输出数据,通过SVM辨识得到广义逆系统,与原系统串联实现解耦。对解耦后的系统,采用SVM辨识预测模型和PSO优化滚动控制序列的预测函数控制方法,并从其内模结构分析了系统的稳定性和鲁棒性。实验结果表明,该方法能够平稳高精度地实现轨迹跟踪。     

人体上肢运动学动力学建模与仿真技术的研究

根据多体动力学原理,以人体解剖学为基础,对人体上肢进行建模,推导了其动力学和运动学方程,建立了人体上肢四刚体四自由度动力学模型,运用多系统动力学软件ADAMS,结合UG建模功能,对人体上肢动力学和运动学特性进行了分析计算,对人体上肢收臂翻掌过程的运动进行了仿真,并将计算结果与实测数据进行了对比,验证了模型的正确性和有效性。