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    基于足底壓力傳感器的不控制減重比例下步態相位識別

    宋廣玥; 宋智斌; 項忠霞 天津大學機械工程學院機構理論與裝備設計教育部重點實驗室; 天津300350
    • 步態相位識別
    • 足底壓力
    • 減重
    • 神經網絡

    摘要:下肢外骨骼機器人是幫助下肢運動功能障礙患者步行訓練的新手段,能夠減輕醫護人員的勞動強度,它常采用減重方式完成輔助訓練。然而,對于地面行走減重外骨骼機器人系統而言,其減重比例隨步態及穿戴方式變化而變化,因此不控制減重比例下的步態相位識別具有重要意義。通過搭建基于Arduino Mega2560板卡和單側鞋內8個薄膜式壓力傳感器的足底壓力采集系統,分別采集了正常行走、不控制減重比例減重帶減重狀態下行走時的足底壓力信息,并采用神經網絡算法進行步態相位識別。結果表明:在減重狀態下行走與正常行走相比,左右腳壓力值均出現明顯下降且兩側具有對稱性;足底每個壓力傳感器處的壓力減小比例不同;采用神經網絡算法對正常行走時步態相位總體識別率達到96.8%,對減重行走時步態相位總體識別率達到94.8%。研究結果表明該足底壓力采集系統可以有效測量減重行走時的足底壓力,為在地面不控制減重比例下減重帶減重的外骨骼機器人控制策略的制定提供一定支持。

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