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第1章 骨骼肌收缩的力产生机理 1

1.1 骨骼肌的解剖学形态 1

1.1.1 宏观结构 1

1.1.2 介观结构 2

1.1.3 微观结构 2

1.2 骨骼肌收缩的力产生机理：兴奋-收缩偶联 3

1.2.1 运动神经元与神经-肌肉接头 4

1.2.2 肌梭传入神经突触后的动力系统-Markov模型 14

参考文献 25

第2章 骨骼肌收缩的生物力学建模 29

2.1 驱动与控制过程建模 31

2.2 骨骼肌的力产生建模 44

2.2.1 经典模型 44

2.2.2 单分子马达运行的多力场耦合机理 51

2.2.3 分子马达的集体运行特性 60

2.2.4 骨骼肌收缩的4M模型 69

2.2.5 肌小节收缩的新型半唯象模型 80

参考文献 92

第3章 基于sEMG信号的骨骼肌激活状态与收缩力估计 96

3.1 sEMG信号的产生机理 96

3.2 sEMG信号实时特征提取与收缩力估计 97

3.2.1 传统提取方法 97

3.2.2 微分式提取方法 98

3.2.3 信号实时特征提取实验及各方法的效果比较 99

3.2.4 基于相图的能量核提取方法与收缩力估计 105

参考文献 118

第4章 基于骨骼肌生物力学模型的人机力交互接口及外骨骼机器人技术 121

4.1 下肢外骨骼康复机器人 123

4.1.1 发展现状 124

4.1.2 关键技术 128

4.1.3 人体下肢解剖学结构与步态特征 134

4.1.4 下肢外骨骼机器人本体仿生设计 139

4.1.5 下肢外骨骼机器人硬件系统 159

4.1.6 下肢外骨骼机器人软件系统 166

4.2 基于多源信号的生机电一体化人机交互接口与主动柔顺控制 170

4.2.1 研究对象 171

4.2.2 膝关节骨肌系统 172

4.2.3 基于力交互的多源信号融合 175

4.2.4 人机协调控制原理 186

4.2.5 生机电一体化协调控制策略 189

4.2.6 主动柔顺控制效果 192

参考文献 206

第5章 基于力控制的外骨骼机器人临床康复技术 214

5.1 下肢外骨骼康复机器人系统集成 214

5.1.1 康复机器人机械本体结构 215

5.1.2 康复机器人控制系统 216

5.1.3 康复策略的制订 218

5.1.4 康复机器人系统软件 219

5.2 复合康复策略 220

5.2.1 被动康复策略 221

5.2.2 主动康复策略 222

5.2.3 递进式康复策略 223

5.2.4 基于物联网的远程康复策略 225

5.3 临床康复试验 228

5.3.1 外骨骼机器人空载检测 228

5.3.2 外骨骼康复机器人应用实验 228

5.3.3 实验装置及病人选取 235

5.3.4 临床实验目的、过程及方法 236

5.3.5 实验评价指标及统计方法 236

5.4 对照实验结果与分析 237

5.4.1 临床实验结果与案例 237

5.4.2 实验结果分析 240

参考文献 241

第6章 基于骨骼肌生物力学模型的仿生骨骼肌设计 243

6.1 骨骼肌仿生技术概况 244

6.2 生物骨骼肌特性辨识及建模 255

6.2.1 骨骼肌生物特性辨识 255

6.2.2 骨骼肌收缩特性建模 259

6.3 驱动-传感-结构一体化的SMA人工骨骼肌 265

6.3.1 SMA关键技术 265

6.3.2 基于SMA的人工骨骼肌设计实现 268

6.3.3 SMA自传感特性 275

6.3.4 SMA自传感模型的应用 290

6.4 SMA人工骨骼肌迟滞模型与补偿控制 292

6.4.1 迟滞特性描述 293

6.4.2 迟滞模型 298

6.4.3 SMA的SBH模型 302

6.4.4 逆SBH模型及前馈补偿 307

6.5 SMA人工骨骼肌在踝足康复系统中的应用 309

6.5.1 SMA-AM踝足矫形装置（SMA-AFO） 310

6.5.2 SMA-AFO系统综合动力学建模 312

6.5.3 SMA-AFO的滑模控制 314

6.5.4 实验研究 319

参考文献 322

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