【摘 要】
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目的 为了提高智能膝关节假肢的穿戴调试效率及行走的步态对称性，提出了一种利用假肢模型对膝关节假肢的阻尼参数进行优化的方法。方法 首先利用多杆刚体系统对智能膝关节假肢构建由膝关节、连杆及阻尼器组成的假肢模型。选择5例测试对象，其中男性3例，女性2例；年龄29～55岁，平均年龄44.20岁（标准差10.45岁）；身高1.52～1.78 m，平均身高1.650 m（标准差0.098 m）；体质量55～7
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（62073224）；
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目的 为了提高智能膝关节假肢的穿戴调试效率及行走的步态对称性，提出了一种利用假肢模型对膝关节假肢的阻尼参数进行优化的方法。方法 首先利用多杆刚体系统对智能膝关节假肢构建由膝关节、连杆及阻尼器组成的假肢模型。选择5例测试对象，其中男性3例，女性2例；年龄29～55岁，平均年龄44.20岁（标准差10.45岁）；身高1.52～1.78 m，平均身高1.650 m（标准差0.098 m）；体质量55～75 kg，平均体质量63.60 kg（标准差8.59 kg）；大腿长0.37～0.44 m，平均大腿长0.404 m（标准差0.027 m）；小腿长0.43～0.51 m，平均小腿长0.470 m（标准差0.029 m）；步幅0.56～0.66 m，平均步幅0.610 m（标准差0.038 m）。将不同步速（0.8 m/s、1.2 m/s、1.6 m/s）的健肢侧膝关节角度及足底反力信息导入该模型，结合S.S.Rao Mechanical Vibration的二阶振动理论，以假肢模型与健肢之间的膝关节角度最小均方根误差为优化目标，对阻尼参数（ωd,ζ）进行优化求解。结果 通过对5例测试对象的步态测试，假肢模型在支撑相的膝关节角度与真实人体膝关节的角度偏差为3.8°±0.4°，相关性为0.86±0.06；摆动相则为1.7°±0.2°，相关性为0.990±0.005。支撑相的阻尼频率范围在5～20，阻尼比范围在0.001～0.990；摆动相的阻尼频率范围在3.7～8.6，阻尼比范围在0.000 1～0.110 0。结论 仿真结果表明，利用该模型对膝关节假肢的阻尼参数进行优化具备一定的可行性，可以提高膝关节假肢的穿戴调试效率，理论上也可以提高穿戴膝关节假肢行走时的步态对称性。
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