界面压力可控式假肢接受腔设计

摘要

接受腔作为一种假肢生机界面是假肢体发挥其功能的重要基础。功能性假肢接受腔需要同时具备穿戴的安全舒适性和力及运动的功能传递性。但由于功能传递性对界面的刚性要求与安全舒适性对界面的柔性要求在其人机界面的设计中形成了根本矛盾。为提高假肢接受腔的功能传递性并同时保证其舒适安全性,应平衡功能传递对界面的特性要求及软组织的承载能力之间的关系,避免使软组织承受超出其与承载时间相对应的安全压力值。
　　为解决该根本矛盾,本文提出了分时间歇和分区交替承载的界面压力可控式假肢接受腔设计概念。针对假肢体移动性要求和操作特点,设计了一种负刚度挤压腔体单元,通过抽真空方式驱动腔体单元收缩改变接受腔内壁形状,实现接受腔适配界面刚柔特性在低驱动力下协调及快速转换。本文理论分析了负刚度挤压腔体单元的力学特性,构建了以该挤压单元为基础假肢接受腔实验模型,并对其界面压力响应特性进行了实验评价。实验结果显示所构建的假肢接受腔试验模型可以对接受腔与软组织间界面压力的控制,并具有良好的响应特性。验证了该设计方案的有效性,能够同时改善接受腔生机界面的舒适安全性及功能传递性。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景及意义

1.3 假肢生机界面的研究现状

1.4 本文内容及安排

第二章 界面生物力学规律研究

2.1 软组织生物力学特性

2.2 界面力对软组织的影响

2.3 软组织对功能传递的影响

2.4 接受腔生机界面核心问题

2.5 本章小结

第三章 生机界面方案设计

3.1 接受腔界面设计方案

3.2 驱动方案设计

3.3 负刚度腔体单元结构设计

3.4 本章小结

第四章 原理验证及实验评估

4.1 负刚度挤压单元制作及驱动原理验证

4.2 界面压力可控式接受腔创成及实验评估

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究工作总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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