计算机辅助运动训练系统研究与相关子系统的实现

计算机辅助运动训练系统研究与相关子系统的实现

崔巍[1]2003年在《计算机辅助运动训练系统研究与相关子系统的实现》文中研究表明计算机辅助运动训练系统将体育训练与计算机应用深入结合,利用计算机采集、存储和分析各种训练数据,从而帮助教练员管理日常训练信息、辅助训练决策和仿真运动结果。这是实现对运动训练过程全面控制的重要组成部分。计算机辅助运动训练通过对运动训练学、运动医学、生物力学和信息科学等多学科交叉研究,来提高训练效率和训练水平,避免传统的依赖经验训练的缺陷。在计算机辅助运动训练系统的支持下,教练员可以更加注重针对运动员个体的特性进行训练,从而避免高水平运动员出现成绩长期停滞不前的现象。本系统的研究开发主要针对跳水项目和田径项目,其中跳水项目研究的侧重点在于人体运动信息的检测、分析,并在此基础上对技术动作进行设计和仿真模拟;田径项目研究的侧重点在于运动训练信息管理系统的开发,通过对训练数据的积累与分析,达到科学评价运动负荷的目的。论文主要有两大部分内容。一部分内容是运动训练学与信息技术结合的理论方面研究。论文介绍了运动训练的现状以及运动训练学的相关理论;在分析传统训练模式的基础上,研究了计算机辅助运动训练的流程和系统结构;根据跳水和田径两个运动项目的实际需求,制订了系统的总体目标和主要研究开发内容;根据整个系统的功能细分,针对体能主导类项群,具体分析了运动负荷计算机评价系统的设计目标、功能要求以及数据结构划分,并给出了评价分析的具体流程。主要研究成果在于,从计算机综合评价的角度,结合本人对运动负荷和运动训练控制理论概念的理解,对运动负荷的评价体系及评价指标提出了改进意见。另一部分内容是部分子系统的编程实现。在运动训练学理论的指导下,结合田径训练过程的实际要求,用Visual Basic和Access开发实现了短跑训练管理子系统,用Java开发实现了数据分析显示子系统。主要成果在于,填补了运动训练信息管理系统实际开发应用的空白。

田友华[2]2017年在《计算机辅助训练系统的运动技术策略研究》文中进行了进一步梳理体育培训机构一定要重视计算机辅助训练系统的运用,掌握其运用技巧,利用科学合理的运动技术,大力培养体育运动竞技人才,从而为我国体育事业的发展,提供有效的途径。

董广兴[3]2018年在《聊城市高中体育特长生运动训练管理信息系统的构建》文中研究指明本研究通过文献资料法、调查法、访谈法与软件开发法,针对高中体育特长生的运动训练管理情况展开研究,旨在帮助高中特长生训练建立信息化的管理系统利用信息手段形成科学的训练管理模式,能够为特长生的管理带来质的飞跃,是实现高效管理的必经之路。本研究中,信息化的建立旨在基于高中特长生训练实际,通过数据处理手段,收集人员数据、存储师生信息、生成科学计划、数据化比赛情况,并根据阶段测试结果提供合理的反馈。本系统采用了JSP动态网页设计技术和MySql数据库技术。开发该系统中,设置了具有5种功能的综合架构。分别是:帮助收集特长生数据和相关资料存储、提取、修改的用户信息管理功能。帮助教师创建、修改、查询各层次具体训练计划的管理功能。帮助实施素质测试,形成测试列表、根据结果提供阶段性反馈与总结的阶段测试管理功能。帮助收集与查询比赛信息的功能,主要针对比赛名称、比赛地点、比赛时间、参赛人员、参赛结果、使用技术等。帮助管理特长生日常训练中的状态与生理数据的科研信息管理功能。本文基于现阶段并不完善的高中体育特长生的管理系统,进行了一系列调查,为帮助收集整理信息和形成科学管理模式做出了详细的探究,力图增加管理过程中的数据化程度,将竞技训练与信息管理相结合,为教练、体育教师等利用提供方便快捷、科学合理的管理办法,建立高速高效的特长生训练管理系统,为发展竞技体育创造良好的辅助条件。

张大超[4]2006年在《我国优秀游泳运动员训练过程监控系统研究》文中提出运动成绩的好坏主要取决于运动训练的科学化程度。而对运动训练的全过程实行最佳监测和控制,是提高训练科学化程度的重要保障。针对运动训练过程的科学监控,已有许多学者从不同侧面进行了研究。然而,还存在诸多问题:(1)运动队或教练员对运动训练过程是否进行科学监控的选择还主要以自发性为主,没有形成制度化;(2)还主要是从单个学科或某一领域进行监控,没有形成系统的监控体系;(3)对训练过程监控项目共性问题的研究较多,而结合专项特征的研究较少;(4)对训练过程的监控,过多的偏重于对训练结果的监控,而忽视了对训练过程的监控;(5)对训练过程的监控,还主要依据年度大周期的规律进行监控,而不适应以小周期训练为主的现实情况。为此,本研究采用文献法、调查法、个案研究法、比较分析法和数理统计法等,对运动训练过程监控的理论体系、优秀游泳运动员训练过程监控系统构建及运作模式进行了系统研究。研究结果如下:1、从运动训练过程监控的概念、内涵与外延、分类及主要特征入手,揭示了运动训练过程监控的本质与规律,建立了运动训练过程监控的五大子系统,初步构建了运动训练过程监控的理论体系。2、构建了我国优秀游泳运动员训练过程监控内容体系。优秀游泳运动员的训练过程监控主要包括决定性因素监控和影响性因素两大类。其中,竞技能力发展状况监控子系统、承受训练负荷状况监控子系统是决定性因素监控,而日常身体机能状态和心理状态监控子系统、身心健康状况监控子系统与营养状况监控子系统是影响性因素监控。并遵循全面性原则、系统性原则、针对性原则、可行性原则、相对独立性原则和可比性原则,依据教练员、运动员、有关专家及已有研究成果,构建了优秀游泳运动员训练过程监控指标体系。3、建立了优秀游泳运动员训练过程监控系统及运作模式。(1)从训练过程监控系统构成的“分系统”看,运动训练过程监控系统主要包括目标系统、人员组织系统、软硬件系统、监控内容系统、实施系统及评估系统几个方面;从训练过程监控系统构成的“子系统”看,运动训练过程监控系统主要包括运动员竞技能力发展状况监控子系统、承担训练负荷状况监控子系统、日常身体机能状态与心理状态监控子系统、身心健康状况监控子系统、营养状况监控子系统五大子系统。二者共同构成了运动训练过程立体监控系统。(2)建立了以“科研负责人”为主的“行政管理人员——科研负责人——教练员叁位一体”的运动训练过程监控系统运作模式。(3)确立了训练过程监控结果评价的五项基本指导思想及对监控指标评价的叁项参照标准

曹春梅[5]2004年在《跳板跳水辅助训练系统的设计与开发》文中研究说明中国跳水运动水平很高,但传统的训练模式过分依靠经验。运用科学原理并采用合适的技术手段不但能够充分挖掘运动员的运动潜力,使其运动成绩取得突破性提高,而且还可以使运动员的训练更科学、更系统,并缩短运动员的培养周期,延长运动寿命。论文在对跳水运动队进行细致的需求分析的基础上,根据神经生物学中学习过程的思维环路,应用生物反馈原理设计并实现了世界上第一套跳板跳水辅助训练系统。该系统的设计开发满足如下几点要求:评估(反馈)的实时性,即运动员在完成动作之后很短时间内,就得到了评价结果,此时运动员对刚刚完成动作的记忆痕迹还没有消退;反馈形式要简明直观,方便运动员在任何时间环境下均能够及时地得到反馈结果;系统操作简便,不影响正常的训练,不增加运动员的心里负担。根据以上的设计要求,论文的主要工作是首先根据跳板的结构建立有限元模型,对此模型进行了振动特性分析和仿真分析,其次根据运动员的主要技术动作特性,把运动员和跳板简化为“人—板”系统,分析了简化系统的主要特性参数,得到了通过跳板运动学信号估计人体重心离板后最大高度的方法。在以上理论分析的基础上,本论文针对两模型的理论结论进行了实验验证和简化模型的改进,并通过实验全面分析了“人—板”系统的动态特性。论文完成了对跳板跳水辅助训练系统的结构设计、加工、和软硬件的安装调试,系统主要设计了跳板振动信息采集、视频信息采集、数据处理和结果输出等模块,能够实时地为跳水训练提供客观评价指标,解决了在实际训练中仅仅依靠经验评价训练结果的问题。用实验方法校正了整个系统的可行性和稳定性,分析了系统和加速度的误差来源,针对加速度测量值零漂移现象提出了几种有效的补偿方法。

宋扬[6]2012年在《基于运动估计的镜像康复技术研究》文中指出近年来,脑中风的发病率越来越高,已将严重威胁人们的生命安全。医学证实,手术后对脑中风患者进行康复性的训练有助于促进局部血液循环,延缓肌肉萎缩,利于肢体运动功能的恢复。结合镜像康复疗法,通过反向刺激大脑皮层促进脑部功能的重组和代偿。将机器人学与康复技术相结合,辅助病人完成康复训练,不仅减少治疗医师重复单调的劳动,而且减轻患者进行康复训练的经济压力。本文主要针对偏瘫患者研究了一种基于运动估计的镜像康复系统。该系统能够通过体感设备采集患者健康侧肢体的叁维信息,通过模型运动估计算法来确定目标的当前动作及未来可能的动作,一方面运用叁维重现的方法实现给患者的视觉反馈,另一方面操控机器人来辅助病人受伤侧肢体完成康复训练的动作。本文研究的主要内容有以下几个方面:首先,通过对肢体运动功能障碍患者在镜像康复训练疗法中产生的具体功能需求进行了分析,并结合相关的康复机器人科学与技术,提出了镜像康复机器人系统的整体结构框架以及各个子系统的开发方案。其次,采用体感设备Kinect来搭建康复机器人系统的视觉采集实验平台,获取场景的深度信息和RGB信息,并结合人体解剖学的有关知识,建立能够正确估算出患者运动时各个关节位置的数学模型。然后,采用增强现实的技术让患者在康复训练过程中能够控制叁维虚拟人物模型做相应的运动。作为镜像康复机器人系统的视觉反馈部分,这不仅能够消除患者因重复单一训练带来的疲惫厌倦感,而且有利于刺激患者大脑皮层的运动功能恢复,达到镜像康复的训练目标。最后,根据康复机器人运动关节个数和活动范围的限制,建立能够正确控制康复机器人运动的数学模型。结合运动学和动力学,求得某一时刻各个关节的旋转角度,旋转角速度、旋转角角速度、力和力矩等数据。通过对驱动电机的调节,进而控制机器人各个关节的运动,最终实现镜像康复运动的功能。

徐依依[7]2009年在《上海市残疾人康复服务政策体系框架研究》文中研究指明随着社会经济的进一步发展,对残疾人的关注将日益突显,给予残疾人的资金投入也将加大,但资金毕竟是有限的。中国巨大的人口总量是我国最基本的国情,在这个国情基础上,面对超大规模社会的人口与健康问题,面对8000多万残疾人的需要,如何将有限的资金投入到残疾人真正需要的项目上,如何保障残疾人需要的这些项目提供到位,将“好事做好”,则需要一项“全面、协调、可持续的发展观”的康复政策体系框架做依托,从而保证残疾人康复服务能向着正确的方向有序开展,并且实现可持续发展。研究目的:通过政策文件和文献分析、现场调查和专家论证的方法了解目前上海市残疾人康复服务的需求与利用现状;明确目前针对各类残疾分别采取了何种康复手段,并探讨该康复手段是否合理,是否有更好、更合适的康复手段可以拓展,结合潜在需求调查和焦点组访谈的内容,形成各类残疾不同年龄段的康复服务项目清单,并进一步明确各类项目实施的支持系统。最终研制出各类残疾康复服务的政策体系框架。研究方法:通过政策文件和文献归纳分析法,对目前国内外各类残疾康复服务项目及相关信息进行了总结和归纳,为制定上海市残疾人康复服务项目清单提供基础:通过入户问卷调查法了解上海市五大类残疾人康复需求与服务利用现状,并了解残疾人的潜在需求;采用专家焦点组访谈,对课题组设计的残疾人康复项目清单进行讨论并提出修改和补充意见,确定项目清单总体框架;使用专家论证法进行两次论证,分别确定出目前已开展的项目和今后可拓展的项目,并了解可拓展项目今后的提供机构与经费支付方式及优先开展顺序;最后在系统论、目标差距模型和康复对象--康复项目--支持系统的叁维模型的研究思路的指导下,研制出各类残疾康复服务的政策体系框架。研究结果:1、随着残疾人事业的不断发展,政府各部门对残疾人康复工作的重视程度也日益提高。但另一方面,目前残疾人康复政策的制定未形成较为完善的体系;康复内容散在单一,没有形成全面康复、全流程康复的理念;康复尚未意识到不同年龄段应采取有针对性的康复项目,人多康复内容没有特异性和针对性;同时,政策在制定过程中忽略了对支持系统的界定,使其在具体实施操作过程中存在困难。以上均提示构建合理的政策体系框架以指导后续的政策制定和落实尤为重要。2、残疾人康复服务满意度评价调查分析显示,57.03%的调查对象认为目前残疾人康复服务做得较好,4.11%的人认为做得不好。在持否定意见的调查对象中以听力残疾患者居多,提示目前对于成年先天性耳聋患者的康复落实不到位。3、残疾人康复服务需求与利用分析结果显示,对于送康复服务上门等五大类残疾均可享受的康复服务,需求与利用情况相当较好,对于五大类残疾不同的康复服务项目,其需求与利用情况差异较大。提示各类残疾不同年龄段的康复服务应当采取分步走策略。4、残疾人康复服务提供机构与经费支付方式结果显示,大部分康复项目已逐渐开始向社区医院渗透,社区康复的概念得以不断体现。然而家庭在康复过程中应承担的作用仍未引起重视,大部分残疾家属对于协助康复的意识较薄弱;所调查城区的残疾人康复费用大部分为政府全包和政府部分出资,个人全额自费的比例相对较小,这从一定程度上反映出目前的残疾人康复对于家庭的压力较之以往有很大的减轻。但是,目前的仍没有自闭症儿童康复方面的补贴和救助,私立机构收费昂贵,使得自闭症儿童的康复训练成为一大难题。5、残疾人康复潜在需求调查显示,有24.69%的残疾人提到了解决就业问题,其中大部分为成年智力残疾和精神残疾患者,提示智力残疾和精神残疾回归社会工作仍需广大社会团体和政府的重视;有11.75%的残疾人认为应当提高补助的比例,扩大补助范围,可见虽然政府补贴力度不断加大,但经济问题仍就是困扰残疾人的主要问题之一;还有6.99%的残疾人注重丰富文化精神生活,认为街道社区应当定期组织活动,丰富残疾人文化娱乐生活。6、结合文献、政策文件、专家咨询和残疾人潜在需求调查,最终形成各类残疾不同年龄段康复服务项目清单,其中视力包含康复项目57项,听力残疾47项,肢体残疾58项,智力残疾37项,精神残疾35项。7、比较各类残疾已开展康复项目所占比例显示,视力残疾已开展康复项目占42.11%,听力残疾占48.94%,肢体残疾占68.97%,智力残疾占35.14%,精神残疾占65.71%。提示智力残疾、视力残疾和听力残疾的康复项目存在较大的拓展空间。8、分析残疾人康复可拓展项目的支持体系显示,可拓展项目以社区康复与家庭康复为主,可见全面康复的理念正在得以落实。与此相对应,此些项目的提供机构也以社区医院和社区其他机构为主,这提示我们对于社区医院和社区其他机构的建设需要进一步加强,以满足这些项目的落实。从经费支付方式来看,论证结果表明今后的康复服务项目应以政府部分出资为主,从而进一步减轻残疾人家庭的负担;同时,应当适当地引入其他保险出资,从一定程度上减少政府全额出资的比例,减轻政府负担。9、分析可拓展项目优先顺序显示,最优先开展的项目大部分聚焦于残疾儿童,包括0-6岁的残疾幼儿和7-18岁的残疾儿童。同样的,项目以社区康复类为主,主要是建设早期康复中心以及残疾儿童的养护机构,保障残疾儿童及早康复以及全面康复的要求。较为专业的医学康复也在最优先开展的项目之列,提示应当加快对医学康复内容的扩充,以满足残疾人越来越高的康复需求。一般优先的项目以老年残疾人的安养为主,旨在保障儿童的同时不忘老年残疾人的养护工作。而职业康复尚属于可以暂缓的开展项目,可见,就目前的形式而言,要在近期完成残疾人职业康复内容仍存在一定困难。同时,与需求调查结果一致,残疾人心理康复未引起重视。10、上述结果提示出构建政策体系框架的现实依据,结合“人人享有康复服务"和目标差距模型的理论依据,综合考虑了康复对象、服务内容和支持系统叁要素,构建出了残疾人康复服务政策体系框架的叁维理论模型。构建出这样一个政策体系框架理论模型,其最终目的是保障在此框架中的所有残疾人,都有与其相对应的康复服务提供,并且有一套相对完整的支持措施保障其服务的利用,达到人人享有康复的最终目标。具体框架如下图所示。

董伦红[8]2002年在《体育信息管理的理论构建及应用系统开发研究》文中指出信息既是体育管理的对象,又是管理者进行管理的手段,在体育管理活动中,决策和计划离不开信息,组织和控制过程中更是需要以信息作为主要依据,体育管理的整个过程就是对信息处理的过程。为有效地发挥体育信息资源的作用,体育信息管理作为新兴的学科提出宋进行研究,这将无疑对于在经济全球化、加入WTO、备战2004-2008年奥运会的背景下的中国体育事业的管理、决策提供新的模式和思想,同时对于推进体育信息化进程、发展体育信息服务业等方面有重大的现实意义。 本文研究的目的是科学把握体育信息管理概念、特征、内容、形成与发展等基本理论,构建体育信息管理学的理论体系,为体育信息管理实践提供科学指导;为各级体育组织信息系统建设与管理提供技术、方法上指导。 本文的研究结论如下: 1、体育信息管理的基本理论。体育信息管理是对体育信息资源及其开发利用活动的管理;体育信息管理的要素主要包括体育信息管理的主体、客体、信息用户和管理手段;体育信息管理具有综合性、经济性、系统性、科学性等特征;体育信息管理的内容包括体育信息需求分析、体育信息资源建设、体育信息资源的开发与利用、网络体育信息资源管理;体育信息管理的发展可分天然载体管理时期、体育文献信息管理时期、技术管理时期、现代的体育信息管理时期等四个不同时期。我国体育信息管理的现状表现为我国体育信息管理的研究发展较晚,理论研究严重滞后于实践,还无体育信息管理的系统理论研究,体育信息管理的实践呈现部门领域的不平衡性。 2、体育信息管理学理论构建,体育信息管理学是研究体育信息管理活动的基本规律、普遍原理和应用方法的科学。现代信息科学与管理科学、信息技术的发展为体育信息管理学提供理论条件和技术基础;传统的图书馆学、体育情报学、体育文献检索与利用等为体育信息管理积累了大量的经验和方法;体育信息管理活动为体育信息管理提供了丰富的实践经验,这是体育信息管理学形成和发展的基础条件。体育信息管理学的研究对象为体育信息资源管理的方法和原理。体育信息管理学的学科性质是一门由多门学科相互交叉,并具有应用性的管理科学的分支学科。信息科学、信息技术、现代管理科学、体育管理学和传播与交流学科,这些学科及其理论共同构成了体育信息管理的理论基础。体育信息管理学的核心内容包括以下叁方面的内容:(1)理论基础研究。(2)体育信息管理的应用方法研究。(3)应用领域;体育信息管理学方法论可分为哲学方法、一般科学研究方法和专门方法,信息方法和系统方法为体育信息管理学的专门方法。 3、信息系统开发与管理是体育信息管理的主要手段,信息系统开发必须根据用户信息需求,使用软件工程方法,按照系统分析-系统设计-系统实施与评价等步骤来完成。本文以结构化分析方法完成了篮管中心及运管部信息系统分析与设计;篮管中心网站开发以FrontPage2000作为HTML编写工具,另外用ASP技术为数据库开发工具;采用Delphi6.0作为前端开发工具,以Parodax7.0数据库系统为平台完成了运管部岗培管理系统的开发。

程亚飞[9]2016年在《普通高校体育工作综合评价研究》文中认为教育是中华民族振兴和社会进步的基石,学校体育是培养社会主义事业建设者和接班人过程中的重要环节,做好学校体育工作不仅是全面贯彻党的教育方针,实施素质教育的必然要求,也是创建人才强国和人力资源强国的战略基础。近年来,我国高等学校体育事业在许多方面都取得了长足的进步,但是由于缺少必要的标准规范和评估办法,使得学校体育工作的协调与均衡发展受到了严重制约,大学生体质健康水平持续下降的态势依然没有得到改善。因此,构建一个科学合理的高校体育工作综合评价体系,有利于对高校体育工作质量进行价值衡量,便于高校体育管理工作的常态化与长效性开展,从而进一步促进高等学校体育工作的全面发展。构建普通高校体育工作综合评价体系是一项重要的课题,我国现有的评价研究虽然在理论体系建构和评估应用实践等方面都进行了广泛的探讨,积累了较为丰富的研究成果,但是也存在诸如评价客体范畴界定不清,评价方法运用不规范,评价模型可行性不足等问题,并且缺乏对于评价体系的实证检验研究。本研究运用综合评价理论设计建立普通高校体育工作评价体系,并进行评价实践的实证研究,进一步充实和完善体育评价学理论体系,为学校体育评价工作理论与实践的发展提供新思路。本研究以运筹学、系统科学和社会统计学为研究理论基础,全面梳理分析建国以来学校体育评价理论与实践的历史沿革和发展现状,以重要性文件和时代节点为标志,将我国学校体育评价工作划分为起始萌芽阶段(1949—1977年)、方兴未艾阶段(1978—1989年)、成长进步阶段(1990—2001年)、完善成熟阶段(2002—2011年)、全面发展阶段(2012—至今)五个时期,并对现行《学校体育工作条例》及其评估指标框架体系的实施现状进行了分析与评述。研究以系统科学理论分析高校体育工作的组分结构和性质特征,表明高校体育工作是一个具有组分多元异质、结构多层交互、过程动态发展等特点的开放性复杂系统,隶属于教育大系统范畴的学校教育系统,包含在社会巨系统中意识社会形态子系统的分属中。研究在正确把握教育活动规律,全面总结教育经验的基础上,深刻认识教育评价工作的核心本质,遵循科学性、系统性、可行性和发展性的原则构建高校体育工作综合评价体系,将高校体育工作的目标具体化为提升学生体质健康水平、促进学生全面发展、培养优秀竞技体育后备人才、传承与创新体育文化四个方面工作内容,建立起由体育工作规划与发展、体育课程设置与实施、课外体育活动与竞赛、学生体质监测与评价、基础能力建设与保障共五个一级层次组分构成的综合评价理论模型。基于对高校体育工作综合评价体系的理论研究,结合高校体育工作的理论特征和具体实践,研究中运用系统分析法和层次结构思维初步构建评价指标体系,通过德尔菲法(Delphi Method)的严谨实施,在充分发挥主观经验认知的基础上,结合定量化检验结果分析,完成初构评价指标体系的检验与优化,最终确立涵盖5个目标层系统、16项准则层条目和54个具体统计指标,能够全面反映高校体育工作特征的综合评价指标体系。在体系评权方法的运用上,兼顾科学性与实用性的要求,继承借鉴指标比对和判断标度的科学思想,摒弃繁杂的反复对比和矩阵运算程序,研究以简明快捷的环比构权方法合理确定权重,并引入专家个体权重方法用以修正指标综合权数,应用量化方法测度调整群组偏好表达的共识度,进一步完善高校体育工作综合评价体系的客观研判和科学决策功能。针对评价实践工作中关于评价指标体系的调整问题,研究提出了指标增删的具体处理方法,使评价体系在面对不同评价客体时具有更好的灵活性与实用性,并运用分子群评价的理论思想,对组间评价结果进行标准化处理,解决了子群间评价意见的可比性问题,能够有效地提高评价工作的效率和评价结果的科学性。实证研究是对高校体育工作综合评价体系在具体评价工作中的实践检验,通过对受评样本高校的评价实践,证明所构建的高校体育工作综合评价体系能够客观反映体育工作现况,有效测定体育工作水平,并且具备较强的评价实践操作性和适用性,可以为高校体育评价工作提供可信的评测工具和可靠的评价结论。

史超[10]2015年在《外骨骼式下肢康复训练机器人结构与在线步态规划方法研究》文中研究表明随着我国老龄化趋势的加剧、交通事故的增加以及各种疾病(尤其是脑卒中、脊髓损伤)造成的下肢运动功能障碍的人数增加,这给患者的家庭以及社会造成了巨大的负担。这些患者的症状大多数为偏瘫或是瘫痪。偏瘫患者健肢具有运动能力,患肢残存的运动能力因人而异。康复训练过程中充分发挥偏瘫患者患肢残存的运动能力并能够使患者患肢按照健肢的步态参数进行康复训练是较为理想的康复训练模式。要达到这一目的,首先要获得健肢运动的步态模型进而对患肢进行步态规划。本课题提出了一种面向偏瘫患者的外骨骼式下肢康复机器人在线步态规划方法。本文阐述了本课题的研究背景和研究意义以及康复机器人的国内外研究的现状。研究了人体步行的行走特点,分析人体下肢各个关节在行走过程中的作用和运动的范围,确定不同患者下肢相关部位的尺寸以及行走时发挥主要作用的关节,考虑机器人与人体的相互作用关系,研究机器人与人体的连接位置及连接机构,分析支撑机构、传动机构、执行元件以及传感器等的安装与布局。在此基础上应用叁维设计软件Pro/E设计了一种新型的穿戴舒适的四自由度下肢外骨骼式康复训练机器人,可以帮助患者进行原地步行训练。分析了人体基本步态参数在步行过程中对人体步态的影响;研究步态参数与相关运动关节、运动速度和运动角位移之间的耦合关系;提出了人体在线步态规划方法,利用最小二乘法原理进行多项式拟合,建立以关节运动速度和角位移为自变量,以时间为因变量的人体健肢步态模型,把该模型运用于患肢的康复运动中,确保相差半个周期,并以该模型作为患肢的步态检测标准;进而求出患肢的实际位置与期望位置之间的位置误差,作为控制系统进行补偿的基础。在Visual C++6.0环境下创建了外骨骼式下肢康复训练机器人人机交互界面,并进行了数据采集实验和误差采集实验,得到了人体健肢叁个关节的角位移采集值和拟合值以及实际位置与期望位置之间的位置误差值,证明了此种步态规划方法的可靠性和有效性。

参考文献:

[1]. 计算机辅助运动训练系统研究与相关子系统的实现[D]. 崔巍. 清华大学. 2003

[2]. 计算机辅助训练系统的运动技术策略研究[J]. 田友华. 电脑迷. 2017

[3]. 聊城市高中体育特长生运动训练管理信息系统的构建[D]. 董广兴. 聊城大学. 2018

[4]. 我国优秀游泳运动员训练过程监控系统研究[D]. 张大超. 北京体育大学. 2006

[5]. 跳板跳水辅助训练系统的设计与开发[D]. 曹春梅. 清华大学. 2004

[6]. 基于运动估计的镜像康复技术研究[D]. 宋扬. 沈阳理工大学. 2012

[7]. 上海市残疾人康复服务政策体系框架研究[D]. 徐依依. 复旦大学. 2009

[8]. 体育信息管理的理论构建及应用系统开发研究[D]. 董伦红. 北京体育大学. 2002

[9]. 普通高校体育工作综合评价研究[D]. 程亚飞. 河南大学. 2016

[10]. 外骨骼式下肢康复训练机器人结构与在线步态规划方法研究[D]. 史超. 河北工业大学. 2015

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