多关节人体上肢运动的优化轨迹预测

摘要：

研究了手端无约束条件下,多关节人体上肢点到点运动优化轨迹的预测.首先建立了多关节上肢平面运动的动力学模型,根据最小功准则提出优化目标函数,将上肢点到点运动的优化轨迹求解问题转化为两点边值问题,设计了寻优的迭代算法,求得了上肢运动的优化轨迹与相应的速度变化曲线.仿真结果表明:平衡点位置或关节力矩平滑地变化,避免了肢体出现急加速-急减速的运动形式,减少了肢体运动时的能量消耗;手端的运动轨迹为近似直线,速度为单峰的钟形曲线,这与上肢优化运动的特征相吻合,也表明最小功准则可以有效预测多关节上肢运动的优化轨迹.

关键词：多关节上肢、上肢运动、运动规划、优化轨迹、最小功准则

所属期刊栏目：42

分类号：R318.04(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金10672006

在线出版日期：2010-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：506-511