人造假肢系统的研究 ——张威 12223084 赵明宇12223087

合集下载

假肢技术的研究热点及发展趋势分析

假肢技术的研究热点及发展趋势分析指导老师：王小峰摘要：随着社会的不断发展，假肢技术的突破逐渐得到了人们的关注。

它能够作为缺损肢体的替代品，为残疾人士提供了极大的便利。

传统的假肢技术存在着许多弊端，主要表现为功能过于简单、外形笨重、操作不便等等。

因此，现代化的假肢技术渐渐得到了深入，朝着智能化、自动化的方向发展，以期能够使患者重新站立起来。

本文针对假肢技术的研究热点，对其发展趋势进行分析。

关键词：假肢技术；研究热点；发展趋势郑州大学大学生创新创业训练计划资助项目为了能够帮助更多的残疾人士，给予他们正常生活的机会，假肢技术的研究是必不可少的。

但现有的假肢装配无法满足人们的基本要求，它只能够起到一些辅助支撑作用。

因此，我国专家加大了对智能化假肢的研究投入，从材料的选择入手，以期制作出更加轻便、更贴近人体的假肢。

1 假肢技术的发展现状不同国家对假肢技术的研究时间是不一的。

就我国来说，假肢技术的起步相对较晚，尤其是智能假肢的制造，是从上个世纪80年代才开始的。

最初的发起单位是清华大学，专家在关节控制的基础上对各部位的连接程序进行测试，观察在电动摩擦的前提下是否能够起到相应的控制作用。

这项活动也作为假肢技术的开端，引起了更多人的重视。

接下来的十年中，上海理工大学与中南大学的教授分别提出了膝关节角度理论与仿生人工腿，为假肢技术的深入提供了依据。

近几年来，我国的假肢技术也愈发精进，能够为更多有缺陷的人群提供综合性服务。

但值得注意的是，智能化假肢技术还没有完全得到普及，一般人无法承受优质假肢的价格，无法满足高性能对人体的需求。

2 假肢技术的发展趋势2.1 智能化发展现有的假肢技术逐渐朝着智能化的方向发展，它不仅体现在材料的选择上，更加在应用上有着突出的效果。

从人体的运动规律上来讲，它需要各关节的配合才能够完成。

某一部位受到了伤害，都会影响肢体的发展与完善。

因此，智能化的假肢技术将这几部分考虑了进去，实现运动轨迹的模仿。

我国假肢技术的研究与进展

能在支撑期支撑身体重量，又能在摆动期跟随健康大腿有节律地运动，因此膝关节一直是下肢假肢研究焦点和难点。２０世纪９０年代初，清华大学在国家自然科学基金的资助下，开展了电流变液ｎ５－和电动摩擦锥膝关节自适应阻尼控制装置的研究ｎ“，并且在下肢假肢建模及其肌电控制方法方面进行了大量的研究工作。电流变智能膝关节与奥索ＲＨＥＯ膝关节原理类似，在交错排列的多片剪切结构旋转铰链中充满电流变液智能材料。在不受电场作用时，这种流体呈牛顿流体特性。然而在电场作用下，悬浮于流体中的微粒
道、单通道双电平３种肌电假手，并采用厚膜电路先后试制
了５０个实验样机，其中１０个样机进行了临床试用，患者感觉与真手的“意识”控制方式比较相近嘲。１９７７年获上海市重大科技成果奖，１９８０年三自由度肌电控制上臂假肢达到实用化水平，１９８１年通过技术鉴定，１９８３年在丹阳投人生产““。
１９７９年民政部制定的《假肢科学研究和新产品研制规
3下肢假肢2上肢假肢1979年民政部制定的假肢科学研究和新产品研制规1968年因抢救国家财产北京礼花厂的青年女工王世芬被严重烧伤而截肢在周恩来总理指示下于1969年中国科学院自动化所502所北京医学院和北京假肢厂组织了包含两弹一星元勋杨嘉墀院士中国科协副主席胡启恒院士等20多人的王世芬电动手任务组在全国50多个单位支持下在1970年成功地研制了从肩关节开始的三个关节可动的电动三截臂假肢等共9只不同功能实用化的电动手并实现了肌电控制使我国成为最早掌握肌电假手技术的国家8
万方数据
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ
ｏｆＲｅｈａｂΒιβλιοθήκη ｌｉｔａｔｉｏｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｎｏｖ．２０１２，Ｖ０１．２７，Ｎｏ．１
１
材料性能和加工工艺等条件的制约，这两种智能膝关节只是设计和制作了实验样机，至今没有产品化。进入２ｌ世纪以来，中南大学、东北大学、上海理工大学、杭州电子科技大学、河北工业大学等高校在国家自然科学基金和国家高技术研究发展计划（８６３计划）等支持下研究了气压、磁流变膝关节及其控制方法，但也未推出相应产品。２０１０年在“十一五”和“十二五”国家科技支撑计划资助下，清华大学、河ＪＬＩ业大学和国家康复辅具研究中心联合开发了气动假肢智能膝关节和踝足假肢，目前正在进行临床试用，计划推向市场。此外，清华大学、河：ＩＬＴ．业大学、北京大学、上海理工大学等单位，在国家自然科学基金等项目资助下，正在开展由电机控制假肢关节运动的外动力下肢假肢，有的已经加工出样机。

人工智能假肢的原理与应用

人工智能假肢的原理与应用1. 引言人工智能假肢是一种利用人工智能技术给残疾人提供运动功能的替代装置。

它利用先进的传感器和算法技术，模拟人体肌肉和神经系统的运动方式，实现对假肢的灵活控制。

本文将介绍人工智能假肢的原理和应用。

2. 原理人工智能假肢的原理主要涉及三个方面：传感器技术、运动识别与控制算法以及假肢实现技术。

2.1 传感器技术人工智能假肢必须对用户的运动进行准确感知，以便提供恰当的反馈和响应。

为了实现这一目的，假肢通常配备多种传感器，如肌电传感器、惯性传感器和压力传感器等。

肌电传感器可以记录肌肉的电活动，从而捕捉用户的运动意图。

惯性传感器则用于测量身体的姿势和加速度。

压力传感器则用于检测用户应用在假肢上的压力。

2.2 运动识别与控制算法运动识别与控制算法是人工智能假肢的核心。

它主要负责从传感器数据中提取有用的信息并实时判断用户的运动意图。

常用的算法包括模式识别、机器学习和神经网络等。

这些算法可以根据用户的肌肉信号、身体姿势和压力分布等数据，准确地解读用户的运动意图，并通过控制假肢的电机和执行器等部件实现相应的运动。

2.3 假肢实现技术人工智能假肢需要通过电机和执行器等部件来实现运动。

这些部件通常由高精度的机械结构组成，可以模拟人体肌肉和关节的运动方式。

传感器和运动识别算法将用户的运动意图转化为对电机和执行器的控制，从而实现假肢的准确运动。

3. 应用人工智能假肢已经在多个领域得到了广泛的应用。

以下是一些主要的应用领域：3.1 康复治疗人工智能假肢可以为残疾人提供恢复运动功能的机会。

通过记录用户的肌肉信号，并通过算法实时识别运动意图，并控制假肢的运动，残疾人可以进行更加有效的康复训练。

人工智能假肢的灵活性和准确性使得康复治疗更加个性化和针对性。

3.2 日常生活辅助人工智能假肢可以帮助残疾人更好地参与日常生活活动。

通过灵活的控制和人机交互界面，残疾人可以轻松地进行日常任务，如握取物体、开关灯光等。

一种新型假肢的构思

一种新型假肢的构思作者：武晓雪张飞航昝鹭鸶张晗来源：《科学与财富》2018年第07期摘要：现在市场上假肢有很多，大概可以分为三种，即为肌电式假肢，索控式假肢，装饰性假肢。

所谓的装饰性假肢就是只起到装饰性作用，可以被动运动，但是不可主动运动；索控式假肢现在已经逐渐被肌电式假肢取代，这里本文章就不在加以介绍；肌电式假肢是先在应用最广的假肢，它是通过接收患者患肢的肌肉点信号来控制假肢运动的。

现在市场上的肌电式假肢一般具有两到三个自由度，其中以两自由度的假肢为主，即可以实现人手的张开闭合以及手肘的肘伸肘曲等运动。

由于人的手臂时通过肌肉电信号，神经电信号等共同控制的，也就是说肌电式假肢所能实现的运动相比于正常的人手臂具有一定的局限性。

关键字：假肢、语音控制、九自由度正文：针对现在假肢的不足之处，本文章给出了一个新型假肢的构思，即九自由度语音控制上臂假肢。

九自由度可以细分为手掌6个，手腕1个；手肘2个自由度。

整体采用语音控制，即只要人将想做的运动通过言语就可以实现，相比于肌电式假肢，它没有实现的动作上的局限性。

手掌具有6个自由度，即可以实现每根手指的弯曲、伸直以及可以实现虎口的内外旋运动。

具体的实现方式是手指的运动可以通过丝杆电机外加单自由度的连杆机构或是采用三个杆件，它们之间通过铰链铰接，动力源为舵机或是丝杆电机，连动元件是钢丝绳，钢丝绳的一端连载指头上，另一端连载动力源的输出元件上，动力源的输出元件通过钢丝绳带动指关节运动，实现手指的弯曲与伸直的运动。

虎口位置上，可以才用舵机作为动力源，舵机与虎口运动部件固连在一起，舵机臂与虎口固定部件固连。

通过舵机输出轴的旋转，带动虎口运动部件转动，以实现虎口的内外旋等运动。

这样就可以实现手掌的6个自由度。

手腕部分具有一个自由度，即可以模拟人手腕的背伸背曲等运动。

实现的方法有二：第一种实现方式就是通过双轴数字舵机，一端与仿生小臂固连，它的输出轴通过舵机臂与手掌固连，固连的方式采用螺栓连接。

科学家研制新一代的假肢

科学家研制新一代的假肢
夏洋
【期刊名称】《北京工人》
【年(卷),期】2000(000)004
【摘要】近年来，世界各地武装冲突不断发生，以致很多人由于踏上地雷而被截肢。

不过，令人感到欣慰的是，有些曾经专门研制武器的机构目前正在致力研制新—代的假肢和人造关节。

【总页数】1页(P18)
【作者】夏洋
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ637
【相关文献】
1.科学家研制有感觉能力的仿生假肢 [J],
2.科学家计划将狼蛛毒液用于研制新一代止痛药 [J],
3.我国科学家成功研制出世界新一代彩色墨粉 [J], 潘雄
4.英科学家正在研制新一代纳米化学反应器 [J], 杨涛
5.美国科学家研制粘土材料作为新一代手机电池 [J], ;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

智能假肢的研究与发展

智能假肢的研究与发展随着科技的迅猛发展，智能假肢成为了一个备受瞩目的领域。

智能假肢的研究与发展，无疑是一个既充满挑战又富有希望的领域。

在这篇文章中，我们将会探究智能假肢的现状、发展趋势以及未来前景。

1. 现状智能假肢是一种高度先进的技术产物。

这种技术产物借助了先进的电子技术、微处理器技术和人工智能技术的支持，能够较为自然地模拟出人体肢体的运动状态。

目前，已有大量的智能假肢产品面世。

不过，面对当下的市场，“没有一副完美无缺的智能假肢。

”典型的智能假肢的功能有很多限制，比如与神经系统的连接和传输速度、持久性和能源供给等等问题。

还有就是，智能假肢的成本也较高，难以在较短时间内为大众普及。

2. 发展趋势在技术的推动下，智能假肢市场也在不断壮大。

智能假肢的研究方向可分为以下几个方面：首先，深度学习和人工智能的应用在智能假肢方面将会大有可为。

目前的智能假肢大多还是单纯的机械结构，而不是真正的“智能”产品。

但随着深度学习和人工智能的进一步发展，智能假肢的智能化水平将会不断提高，精准性和自适应性将得到显著提高。

其次，神经控制智能假肢的研究也是另一个热点。

这种智能假肢将直接与人体神经系统连接，通过实时信号处理，从而模拟出和人体肢体相似的运动，并实现更加精准的控制效果。

另外，仿生设计也是智能假肢的一个趋势。

仿生设计的原理是：从自然界中汲取灵感，将生物学的智慧融入产品设计当中。

在智能假肢的研究方面，仿生设计可帮助开发者更加精准地模拟出人类肢体运动状态，从而达到更加自然的效果。

3. 未来前景智能假肢的未来是充满潜力的。

智能假肢在体育、军事、及健康行业的广泛应用，以及为更多残疾人带来新的希望，都将成为智能假肢未来发展的重要驱动力。

智能假肢还有更多的发展前景。

有人预测，未来智能假肢能够实现与人体肢体相似的运动水平。

它们将可以像人类肢体一样精确，并且可以进行多种不同的运动方式。

此外，智能假肢也将会为手术医生提供更加高效、精准、安全的手术手段。

假肢控制系统的研究与设计

假肢控制系统的研究与设计随着科技的不断进步，人们对于残疾人群体的关注和关心也在不断增加。

其中，假肢控制系统的研究与设计正在成为一个备受关注的领域。

假肢控制系统能够帮助失去肢体的人们重新获得运动能力和生活自理能力，从而提高生活质量和自我形象。

一、背景介绍假肢是指一种用于替代人体部位缺失的装置。

世界各地有着数量不菲的假肢用户群体，他们的存在使得不幸失去肢体的人们能够重新拥有与他人同样的生活和工作机会。

传统的假肢设备主要依靠机械结构和内部弹簧、气压等力量驱动，其控制方法主要是通过机械开关和可调节的机械部件来实现。

这种假肢有着相对稳定和耐用的特点，但是却难以实现人体肢体运动的多样化和自由度控制。

二、假肢控制系统的设计和研究随着科技的不断进步，越来越多的研究者开始将现代计算机技术和智能控制系统应用于假肢的设计和研究中。

这种新型的假肢系统不仅具备了传统假肢的稳定性和耐用性，而且能够实现更为复杂的运动模式和人工智能控制。

假肢控制系统的设计和研究主要涉及两个方面：机械结构与信号处理技术。

机械结构主要负责实现肢体运动的机械转换，信号处理技术则主要负责对用户输入的生物信号进行分析和处理。

目前广泛应用的生物信号包括神经系统电信号和肌电信号。

从机械结构的角度来看，假肢的设计可以基于电池驱动的曲线和可编程气压系统。

前者利用尖端电池来驱动电机实现肢体的运动，后者通过充气和泄压来控制肢体的姿态和运动。

这两个系统都需要根据用户的生理数据进行调整和定制，才能够实现更为精确的控制。

信号处理技术则主要包括数字信号处理和机器学习两个部分。

数字信号处理可以将用户输入的生物信号转化为肢体运动和控制信号，而机器学习则能够利用人工智能算法来实现更为智能的控制。

例如，通过无人监督机器学习算法，假肢控制系统可以通过分析生物信号数据来实现自适应控制，从而更好地满足不同用户的个性化需求。

三、假肢控制系统的应用前景假肢控制系统的应用前景非常广泛，不仅仅能够帮助失去肢体的人们重新获得运动能力和生活自理能力，而且也可以在医学研究和康复机构中得到广泛应用。

一种人造仿真手臂[发明专利]

专利名称：一种人造仿真手臂专利类型：发明专利
发明人：张为众,曹占义,杨晓华申请号：CN200710055213.4申请日：20070108
公开号：CN100998527A
公开日：
20070718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种人造仿真手臂，旨在提供一种多功能、失误率为零和不产生并发症的人造手臂。

它由人造手指骨、掌骨(10)、尺骨(16)、桡骨(17)、肌腱、腱鞘、滑车(4)和肌肤(1)组成；人造手指各指间关节是铰接，手指骨与掌骨也是铰接，掌骨与桡骨之间是球窝关节连接；套装有密闭腱鞘的肌腱远端在手掌与手背两侧固定在各手指骨的远节指骨(3)上，其中间通过人造滑车(4)使肌腱贴附在各手指骨与腕关节上，近端从桡骨在腕下手掌与手背两侧各有两个与桡骨内腔相通的孔进入与穿出；人造肌肤可以做成手套；人造手臂通过自攻螺纹拧入人体桡骨的残端，将各人造肌腱的近端与人体对应的肌腱缝合连接。

本发明适用于前臂远端截肢的患者。

申请人：张为众
地址：130021 吉林省长春市长春高新技术开发区红旗佳园C8栋507室
国籍：CN
代理机构：长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：齐安全
更多信息请下载全文后查看。

生物医学工程中的智能假肢设计研究

生物医学工程中的智能假肢设计研究一、前言随着科技的发展，智能假肢在生物医学工程领域中成为了一种重要的研究方向。

现代人工假肢不仅能够基本模拟人类肢体的活动，还能够通过智能技术模拟人类感官和运动反应，实现更加自然、高效的运动。

本文将从生物医学工程的角度出发，对智能假肢的设计研究进行深入探讨。

二、智能假肢设计的背景和意义假肢在人类历史上有着悠久的历史，在古代已有木制假肢的应用。

随着现代制造技术的不断发展，假肢的种类和质量都得到了极大的提高。

然而，传统假肢存在着很多缺陷，如不能主动完成人类的肢体活动、难以感知周围环境、缺乏智能等。

因此，为了让假肢更好地服务于残障人士，智能假肢的研究与开发势在必行。

智能假肢的研究对于残障人士的生活将产生深远影响。

一方面，智能假肢的应用将提高残障人士生活和工作的便利性和安全性；另一方面，智能假肢的研究对于生物医学工程技术的发展和推广也具有重要的意义。

三、智能假肢设计的影响因素一个好的智能假肢设计需要考虑到许多因素，包括假肢的外形、运动灵活性、控制方式、能量来源等等，下面将对这些因素进行分析。

（一）外形外形是智能假肢一个非常重要的方面，它需要被设计得尽可能贴近健康人的肢体，避免外形过于突兀。

此外，智能假肢的外形还需要兼顾到实用性，如假肢的重量、耐用性、便携性等方面。

（二）运动灵活性智能假肢的运动灵活性是指假肢的活动范围、活动速度、灵敏度等方面。

一个好的智能假肢应该具有更加自然的活动能力，能够让残障人士身体活动更加自如，并具有良好的反应速度和准确度。

（三）控制方式智能假肢的控制方式也是一个非常重要的方面，传统的假肢常常需要依靠生物信号来进行控制，但是由于残障人士后遗症的不同，个人生物信号可能会有所不同，这样就会带来一些困难。

现在，一些新型的智能假肢已经采用了其他先进的控制方式，例如脑电波信号，这样假肢的控制就更加方便和科学了。

（四）能量来源智能假肢的能量来源也是设计中一个重要因素。

新型假肢与生物医用材料的研究与应用

新型假肢与生物医用材料的研究与应用在人工智能、云计算、物联网等技术的推动下，许多行业都发生了翻天覆地的变化。

医疗健康领域也不例外，其中新型假肢和生物医用材料技术的研究与应用发挥了至关重要的作用，为许多残疾人提供了便捷、安全、高效的康复服务。

一、新型假肢传统的假肢通常由木头、金属和塑料制成，质地较重，长期佩戴会给使用者带来不适和伤害。

但是，随着材料科学和生物医学工程学科的发展，新型假肢技术已经取得了很大的进展。

1.1 生物仿生学技术生物仿生学技术是新型假肢的重要技术方向之一。

仿生学的研究方法是从生物体的结构、形态、力学原理等方面的分析与模拟开始，以期能够复制生物体的某些特性或设计新的功能。

仿生学可以大大提高假肢的逼真程度，增强其对生物机体的适应性。

1.2 智能化技术随着AI、云计算、传感器等技术的不断发展，实现了假肢的智能化。

智能化假肢可以通过人工智能算法和下肢肌电信号对残肢进行准确的识别和控制，在行走和坐位等方面实现高度仿真。

1.3 材料科技新型假肢的材料也得到了一定的发展。

比如，轻量化的碳纤维材料替代了传统的铝合金；高分子材料替代了不适合人体的乳胶材料；微型电子元件用于智能化假肢等。

二、生物医用材料生物医用材料是广义的概念，包括医用材料、细胞、组织工程、医用设备等生物医用制品。

对于人类健康的每个方面，都可以使用生物医用材料技术来提高康复和治疗的效果。

2.1 新型材料生物医用材料的新型材料开发是生物医用材料领域的重要研究方向之一。

这些材料不仅可以增加给人体的舒适感和安全性，还可以修复或替代受损的组织。

目前，生物医用材料的新型材料主要包括生物可降解材料、人工多肽材料、仿生材料等，这些材料都具有良好的生物相容性。

2.2 细胞、组织工程细胞、组织工程是生物医用材料的一种新型技术，它可以用侵入性小的手术方式治疗各种组织的损伤和疾病。

该技术主要是将人体细胞转化为不同种类的组织和细胞，从而实现一定程度的组织修复和再生。

假肢与辅助器具技术的研究进展

假肢与辅助器具技术的研究进展假肢与辅助器具技术的研究一直是医学领域的热点方向之一。

在过去几十年的快速发展中，这些技术已经从单纯的生理学研究进化为独立的学科领域，以人工智能、机器学习等前沿技术为基础，为残疾人的康复带来更多的希望和机会。

一、假肢技术的发展和应用随着医学研究的深入，假肢技术的发展也得到了长足的进步。

从传统的杆式假肢到现在的智能假肢，这些技术不仅体现了人机交互的发展，还为残疾人的康复带来了更多的好处。

现阶段，智能假肢已经实现了手臂和腿的全方位转动，能够自主完成生活中的各种动作，并能与生物学智能手套结合使用，提高人机交互效率。

此外，智能假肢的生产成本也在逐年降低，这对于广大残疾人来说，是一个重大利好消息。

二、辅助器具技术的发展和应用除了假肢技术，辅助器具技术的发展同样也是医学界关注的一个重要方向。

随着辅助器具技术的发展，残疾人的康复治疗也得到了很大的改善。

目前辅助器具技术主要应用于神经疾病、脑瘫、外伤等疾病治疗中。

例如：脑瘫患者的康复中常用的辅助器具是康复自行车、电动助力轮椅等。

这些器具不仅可以帮助患者重建肌肉，恢复运动能力，还能提高患者的自信心和社交能力。

三、未来技术的展望未来，随着技术的发展，假肢和辅助器具的应用范围将继续扩大。

其中，智能技术和机器人技术的发展是必不可少的方向。

未来假肢和辅助器具的智能化程度将会越来越高。

随着智能传感器的广泛应用，患者的运动数据将通过互联网上传至云端进行分析和诊断，患者的运动康复效果也会得到更好的追踪和评估。

此外，机器人技术的应用会为假肢的发展带来更大的突破。

未来，机器人假肢可以更加智能化，甚至可以通过直接连接人体神经系统来完成运动控制，提高假肢的自然度和精确度。

总之，假肢和辅助器具的技术发展不仅帮助残疾人实现了身体功能上的恢复，也远离了他们对于社会的融合。

相信随着技术的不断进步，这一领域的研究和应用将会取得更加迅速和突破性的进展。

计算机辅助设计与制作大腿假肢的应用研究

计算机辅助设计与制作大腿假肢的应用研究赖卿;曹学军;庄建龙;王林;田罡;崔继龙【摘要】目的研究一套临床应用快捷、可行的计算机辅助接受腔设计与制作系统.方法对基于三维扫描与逆向工程方法的计算机辅助设计与制作假肢接受腔和传统手工制作的假肢接受腔的生物力学进行比较.结果 3例患者穿戴计算机辅助设计与制作接受腔假肢比传统手工制作假肢在静力学参数、步行动力学参数、残肢-接受腔界面压力显现相似或更好的指数.结论计算机辅助设计与制作接受腔方法可以满足患者使用假肢需求.【期刊名称】《中国康复理论与实践》【年(卷),期】2010(016)003【总页数】4页(P290-293)【关键词】计算机辅助设计与制作;大腿假肢;坐骨包容接受腔【作者】赖卿;曹学军;庄建龙;王林;田罡;崔继龙【作者单位】首都医科大学康复医学院,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院康复工程研究所,北京市,100068;首都医科大学康复医学院,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院康复工程研究所,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院康复工程研究所,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院康复工程研究所,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院骨关节康复科,北京市,100068;中国康复研究中心北京博爱医院康复工程研究所,北京市,100068【正文语种】中文【中图分类】R496计算机辅助接受腔设计(computer aided socket design,CASD)是通过获取残肢轮廓或外形尺寸,在计算机中对残肢三维模型进行建模和修改的计算机程序。

CASD 可以在短时间内得出满足接受腔结构、功能和基本尺寸的三维模型,并输出阳模数据信息。

计算机辅助接受腔制作(computer aided socket manufacture,CASM)是通过读取CASD输出的三维模型数据,在规定时间内完成接受腔阳模的加工。

生物医学工程中的智能假肢设计与应用研究

生物医学工程中的智能假肢设计与应用研究在生物医学工程领域，智能假肢设计与应用是一个重要的研究方向。

随着科技的进步和人们对残疾人群体关注的增加，智能假肢的发展已经取得了显著进展。

本文将对智能假肢的设计原理、应用场景以及目前的研究进展进行探讨。

智能假肢的设计原理基于对健康肢体运动的精确模拟。

通过和人体神经系统的交互，智能假肢能够通过电信号感知运动意图并执行相应的动作。

这一设计原理使得智能假肢能够在与生物体进行稳定的动态交互中实现自然的运动感觉和精确的控制性能。

智能假肢的应用场景涵盖了多个领域。

在临床医学中，智能假肢可以帮助截肢者恢复日常生活功能，包括行走、抓握等动作。

在运动康复领域，智能假肢也可以作为辅助设备来帮助康复训练的人群，提高康复效果。

此外，智能假肢还可以应用于运动竞技领域，帮助运动员提高竞技水平。

近年来，智能假肢的研究进展迅速。

一方面，随着材料科学和机械工程技术的发展，智能假肢的设计和制造工艺不断优化。

采用生物材料和微机电系统技术可以实现更加轻便和舒适的假肢设计。

另一方面，神经控制和模式识别算法也在不断创新。

利用神经电信号和肌肉信号的识别和处理，可以实现更加精确的假肢控制，提高使用者的运动体验。

在智能假肢的应用研究中，与使用者的交互和适应性是关键问题。

智能假肢需要与使用者的神经系统进行紧密的连接，并对使用者的动作意图进行准确的解读。

因此，研究人员致力于深入了解人体神经系统的运行机制，开发新的神经界面技术，以提高智能假肢的控制精度和反应速度。

此外，智能假肢的感知和反馈技术也是研究的热点。

通过内置传感器和反馈机制，智能假肢可以实现对外界环境的感知和自适应操作。

例如，智能假肢可以通过感应力来自动调整抓握力度，从而更好地适应不同的物体形状和重量。

这种自适应性使得智能假肢在实际使用中更加灵活和便捷。

智能假肢的发展离不开多学科的合作研究。

生物医学工程学科的交叉融合使得智能假肢在设计和应用方面得到了突破。

生物医学工程中的假肢研究

生物医学工程中的假肢研究在生物医学工程的领域中，假肢研究一直是备受关注的热门话题。

随着科技的不断发展和创新，越来越多的假肢种类被研发出来，为需要的人们带来了希望和改变。

假肢是指为了替代人体失去某一部位的肢体功能而设计和制造的装置。

而在生物医学工程中，假肢研究涉及到机械工程、生物物理学、材料科学等多个学科的综合应用。

在过去的几十年中，假肢的设计和制造已经取得了巨大的进步。

从最早期的简单机械结构到如今具有复杂电子系统和智能控制的假肢，科技的突飞猛进使得假肢使用者能够恢复更多的肢体功能。

最常见的假肢包括假手、假脚和假臂等，每一种假肢都有适用于不同人群和不同功能需求的特点。

例如，对于需要具有足够力量和灵活性的肢体替代者来说，复杂的机械结构和电气控制系统可以提供精确的操作和灵活性。

而对于手部失去功能的人群，生物医学工程师们通过使用自主控制神经元来重建感觉和操作能力。

除了常见的假肢，近年来，基于生物医学工程的研究也产生了一些创新的想法和技术。

例如，通过运用生物材料和生物植入技术，科学家们开始探索替代人体失去肢体的生物假肢。

这种假肢不仅可以完全融入人体，同时还能与周围组织进行交互。

这一技术不仅为肢体失去者提供了更好的解决方案，同时也为未来可能的再生医学提供了思路。

然而，尽管假肢研究取得了显著的进展，仍然面临一些挑战。

首先，假肢的适应性和操作性仍然有待改进。

对于使用者来说，能够顺利地适应和操作假肢是至关重要的。

因此，生物医学工程师需要进一步改进控制系统和传感技术，以提供更精确和自然的操作体验。

其次，假肢的舒适性和外观也是一个重要的问题。

使用者使用假肢的时间可能长达数十年，因此假肢必须能够舒适地配戴并保证正常的血液循环和皮肤呼吸。

此外，外观也是一个重要的因素，假肢的外观应该尽量与自然肢体相似，减少社会适应的负担。

最后，假肢的成本也是一个制约因素。

目前，一些先进的假肢依然昂贵，对于一些经济困难的人群来说，难以承受这样的费用负担。

浅析LN—4仿生手假肢的原理结构及改进想法

浅析LN—4仿生手假肢的原理结构及改进想法本文介绍了一种自身力源被动功能仿生手前臂假肢LN—4。

对该假肢的基本结构和特点进行了分析，通过88例患者适配论证了该假肢的优缺点，提出了改进想法。

一、LN-4仿生手假肢介绍前臂截肢患者由于某种原因导致部分肢体被切除，由此导致不同程度的上肢功能障碍。

其中手的功能全部丧失，残肢残留一定的按压和持物能力，不仅影响美观，造成截肢患者心理上的障碍，也会影响截肢者的日常生活，进而影响生存质量。

假肢就是用工程技术手段和方法，为弥补截肢患者或肢体不全患者缺损的肢体而专门设计制造和安装的人工假体，用于替换整体或部分缺失或缺陷的体外装置。

就目前来讲上肢假肢的功能，主要是指能够完成一些限定的处理日常生活的动作功能。

功能仿生手假肢是一种具有手的外形和基本功能的常用假肢，是为满足患者日常生活和轻劳动的基本需要而设计的，能够帮助截肢患者完成抓取、握取、勾取等基本动作。

LN-4功能仿生手前臂假肢简称HFHP（援助手），它是由Ellen Meadows假手基金会的工程师Ernie Meadows设计的。

最初Ernie打算设计一个为因地雷造成儿童和青少年受伤截肢的功能假肢手。

随着时间的推移，他开发了一种设计低成本、轻、耐用、功能仿生假手。

用于帮助有需要的贫困残疾人患者。

由2006年至今已经装配了15000个LN-4假肢，分布全球75个国家。

LN-4功能仿生手假肢是由手部装置、腕关节、接受腔、悬吊装置组成。

手部装置：一个正常人的手部动作可以分解为22个自由度的局部关节动作，能完成非常复杂的操作。

假手要完全模仿人手的动作将会非常复杂，甚至无法实现，事实上，这种模仿即无必要，意义也不大。

假手能完成张合、旋腕等几个基本动作，便可顺利完成简单的日常操作，对残疾人改善生存质量意义重大。

LN-4功能仿生手假肢的手部装置由高强度塑料制成。

能完成张合动作。

一边3指（不可动），一边2指（可动），2指可分别张合并能固定在某一位置。

生物医学中的新型假肢研究

生物医学中的新型假肢研究随着科技的不断发展，生物医学领域的研究也在不断创新。

其中一个备受关注的领域便是新型假肢研究。

随着技术的日益成熟，新型假肢已经越来越像“真肢”，不仅可以帮助残障人士重新获得运动能力，还可以使其恢复自信和自主性。

本文将介绍新型假肢的发展现状和未来发展趋势。

一、新型假肢的发展现状目前，新型假肢的研究已经非常成熟，不仅具有基本运动功能，还能够进行复杂的操作。

例如，一些假肢可以用手控制，另一些则可以用脑电波控制。

控制假肢的方式不断发展，其中最新的研究成果是使用人工智能帮助假肢进行更加精确的运动控制。

同时，新型假肢的外观也在不断升级。

曾经的假肢仅仅只能提供基本的运动功能，外观也单一、丑陋，给残障人士带来了更大的心理压力。

如今，很多新型假肢可以根据残障人士的日常生活需求和审美需求进行定制，外观和颜色都可以根据需求进行设计。

二、未来发展趋势新型假肢的发展前景非常广阔。

未来，随着技术的不断发展，新型假肢将变得越来越智能化、灵活化。

下面将从三个方面阐述新型假肢未来的发展趋势。

1. 神经连接技术神经连接技术是目前新型假肢研究的热点。

神经连接技术可以将肢体神经与假肢直接连接，使人们可以在大脑发出指令时获得更准确、更自然的肢体反应。

未来，神经连接技术将更加成熟和普及，让残障人士得到更加自然和舒适的运动体验。

2. 3D打印技术3D打印技术是一种快速制造的方法。

未来，3D打印技术将被广泛应用于新型假肢制造中。

通过3D打印技术，医生可以为残障人士定制最适合的假肢，实现真正的个性化设计。

3D打印技术还可以在假肢制造过程中减少浪费和成本，提高整体效率和效益。

3. 生物传感技术生物传感技术是一项可以将人体信号转化为数字信号的技术。

这项技术已经被广泛应用于生理监测、体育训练等领域。

未来，生物传感技术有望实现假肢和残障人士之间“无缝衔接”，实现更加自然和灵活的运动控制效果。

总之，新型假肢的发展前景非常广阔，可以帮助残障人士恢复自信和独立性。

张威自控研究性课题

关键词：假肢系统，稳定性分析，MATLAB
一、背景介绍
人造假肢：是供截肢者使用以代偿缺损肢体部分功能的人造肢体，有上肢假肢和下肢假肢。多用铝板、木材、皮革、塑料等材料制作，其关节采用金属部件，现在假肢界主流是钛合金和碳素纤维材料，用来取代肢体的功能障碍（不论暂时性或永久性），或是用来掩饰肢体伤残。人造假肢给无数先天残疾的人带来了福音，见图1、图2。
num=[1 15 74.25 121 0 0];
sys=tf(den,num)
bode(sys)
参考文献：
【1】王建辉，顾树生，杨自厚.自动控制原理第四版
【2】张若清，王民.控制工程基础及MATLAB实践
a3=conv([1 4 0 0],[1 11 10+5*7]);
g1=tf(20*[1 0.1],a1);
g2=tf(20*[1 0.1],a2);
g3=tf(20*[1 0.1],a3);
rlocus(g1,g2,g3);
close
rlocus(g2);
[kb,polesb]=rlocfind(g2);
图4假肢控制原理图
三、人造假肢系统参数选择
对于电动机回路而言，闭环传递函数为：
整个系统开环传递函数为：
系统的待定参数有两个，采用根轨迹法进行研究。以KB为参变量的根轨迹受到KT值的影响，而电动机回路只与速度反馈系数KT有关，因此首先研究KT参数的影响。电动机回路的闭环特征方程为：
关于KT的等效开环传递函数为：
五、总结
通过上文的分析，对于该人造假肢系统，我们选择到了合理的参数。考虑到系统内部参数和外界环境的变化对系统稳定性的影响，这个系统不仅能够稳定的工作，而且还有足够的稳定裕量，基本达到了本次研究性课题研究的目的。

生物医学工程师仿生假肢研发与测试工作总结

生物医学工程师仿生假肢研发与测试工作总结随着科技的不断进步和人们对健康的追求，生物医学工程师在医疗领域扮演着越来越重要的角色。

作为一名生物医学工程师，我在仿生假肢的研发与测试工作中取得了一定的成绩。

在过去一段时间的努力中，我积累了丰富的经验，并有一些值得总结的心得和体会。

一、项目介绍仿生假肢是一种通过模仿和应用生物学原理和工程技术来替代人体肢体功能的装置。

我所参与的项目是开发一款智能仿生假肢，旨在提高假肢使用者的生活质量和运动能力。

该项目涉及多学科知识，包括机械工程、电子工程、材料科学以及生物医学等领域。

二、研发过程1.需求分析在项目开始之前，我们与临床医生和患者进行了充分的沟通，了解到他们的需求和期望。

同时，我们还研究了市场上已有的仿生假肢产品，分析了其优缺点，从而能够更好地确定我们的研发目标。

2.设计与制造基于需求分析，我们开展了仿生假肢的设计工作。

在设计过程中，我们运用了现代CAD软件进行三维建模，并使用有限元分析方法对传力、稳定性等进行了模拟测试。

随后，我们制造了初版原型，经过多次优化，最终得到符合我们要求的仿生假肢模型。

3.集成与测试为了保证仿生假肢的优良性能和可靠性，我们进行了一系列严格的测试。

我们通过生物力学实验对仿生假肢的传动系统和力学性能进行了测试；通过生物信号检测对智能传感器的性能进行了验证；同时，我们还进行了临床试验，与真实患者进行了合作，并采集了大量数据进行分析和验证。

三、成果与挑战1.成果通过团队的努力，我们取得了一些显著的成果。

首先，我们成功开发出一款符合人体工程学要求、具备优秀力学性能和稳定性的仿生假肢。

其次，在智能方面，我们成功集成了传感器和控制系统，实现了假肢的智能化控制和适应性。

最后，在临床试验中，我们得到了一些积极的反馈和评价，说明我们的研发成果对于患者的康复起到了积极的促进作用。

2.挑战在研发过程中，我们也面临了一些挑战。

首先，仿生假肢的研发工作需要跨学科合作，沟通合作的困难是我们所需要克服的。