基于三维动态捕捉系统和Matlab的穿戴式下肢外骨骼步态分析

孟庆鑫，李志瑶

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

基于三维动态捕捉系统和Matlab的穿戴式下肢外骨骼步态分析

孟庆鑫1，李志瑶2

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

使用三维动态捕捉系统获取人体下肢关键点的运动轨迹和三维数据，用Matlab软件分析数据，绘制时间-坐标图形，建立穿戴式下肢外骨骼的三维模型，为进一步研究穿戴式下肢外骨骼奠定基础。

三维动态捕捉;下肢外骨骼;Matlab分析;三维模型

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穿戴式下肢康复外骨骼是近年来出现的一种新型康复器械，作为医疗器械的一个重要分支，它的研究融合了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机图形学、数学分析以及机器人学等诸多的领域，已经成为了国际康复器械领域的一个研究热点。

基于穿戴式下肢外骨骼的Matlab分析主要是针对外骨骼的运动学分析。机构运动学主要从几何角度出发，研究机构的位移、速度、角速度和加速度与位置变量之间关系，包括机构上的点的轨迹、速度、加速度等运动特征，并不考虑引起这些运动的力和力矩。运动学是机构结构分析的基础，也是机构速度分析、加速度分析及总体机构的基础。

本文使用ProE软件绘制穿戴式外骨骼三维模型，使用三维动态捕捉系统获得人体下肢运动轨迹，使用matlab分析轨迹，进行运动学分析，确定人体步态，为下一步研究奠定基础。……