一种人体运动机能非线性评价指标研究

穿戴式机器人在运动辅助过程中根据人体运动机能调整辅助模式/力度是实现人机协调共融的关键要素。通过对人体下肢正常步行时的表面肌电(sEMG)信号进行非线性分析,提出一种基于分形维数标准差的运动机能评价指标。首先,采用相空间重构和最大李雅普诺夫指数确定sEMG信号是混沌信号的基本属性;其次,由于混沌信号的自相似性,采用计算分形维数的方法表征与运动机能密切相关的sEMG信号的复杂度;最后提出分形维数标准差用于评价持续运动过程中肌肉的收缩-放松能力。通过对比分析运动机能存在差异的受试者的实验数据,证明了分形维数标准差与受试者个体的肌肉收缩-放松能力存在正相关性。实验结果表明,分形维数标准差非线性指标能够有效地反映人体运动机能。

运动辅助的CPG控制及其关键参数分析

针对运动辅助过程中主/从运动生成的问题,在原有松岗(Matsuoka)数学模型的基础上引入适应系数建立了一个新的CPG模型,获得了理想的主/从关节目标轨迹;利用仿真分析手段调查研究了CPG模型的关键参数对其输出振荡的影响规律;以单关节运动辅助为控制对象,建立了相应的人机交互运动系统的动力学模型,利用基于MATLAB的仿真试验对CPG控制的有效性进行了验证。结果表明,根据CPG各个参数与输出的变化规律,适当调节各个参数可以获得理想的输出;CPG生成的运动轨迹有效规避了传统助力机器人控制模型中复杂的运动学和动力学解算;可根据实际需求调整外部参数C从而有效地生成辅助装置主/从运动模式;控制方法对单关节运动辅助具有明显效果。

嘉兴市生活垃圾治理困境与机制创新

生活垃圾分类是我们国家一直关注的热点,它与我们的生活息息相关。加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处 理的垃圾处理系统,最大限度地实现垃圾资源利用,减少垃圾处置量,改善生存环境质量等具有重大意义。本文从嘉兴市生活垃圾分 类的现状展开分析,探究嘉兴市垃圾分类的治理困境,并提出相应的对策与建议,建设“无废城市”。

穿戴式步行辅助机器人的混合控制方法及其稳定性

引入生物控制理论来改善步行辅助中的人机交互柔顺性和多关节协调自律控制,探索一种髋关节CPG(中枢模式发生器)控制、膝关节分级阻抗控制和髋/膝关节联动控制3部分相结合的新型混合控制方法.首先,利用CPG自激振荡行为和对外交流的特性获得理想的主/从髋关节目标轨迹,并建立CPG对称抑制网络来维持左、右髋关节逆相位,以便实现复杂人机环境中的步行稳定性.其次,根据步态要求,设计高阻抗和低阻抗分级控制规律,分别获得支撑期和游脚期的膝关节力矩.最后,通过建立髋/膝关节关联函数,建立髋关节CPG控制与膝关节阻抗控制的链接,实现步行中自然的髋/膝关节联动控制.利用李亚普诺夫稳定性理论研究了混合控制方法的稳定性,计算机仿真分析和步行实验证明了混合控制方法可有效地生成步行中自然的髋/膝关节运动.