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| 編輯推薦： |
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1.以实际案例作为切入点展开论述，贴近生活，可借鉴性强2.图文并茂，数据详实，结构模型剖析深入，专业性强
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| 內容簡介： |
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本书着力体现机械系统和生命本体的深度融合，强调人体运动能量的收集与精准管理，探索人体运动能量在生命体与机械体之间的产生、存储和释放机理，通过运动状态感知匹配，构建生机一体的能量精准收集与迁移系统，提出基于人体下肢膝关节做功的能量收集与跨肢体能量迁移方法，在人体运动过程中实现功能增强或者功能代偿。本书可供机器人工程、机械结构设计、运动与康复医学工程、康复医疗器械开发、工业产品设计的科研工作者和相关工程技人员阅读使用，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。
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| 目錄：
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第1章 绪论001
1.1 引言001
1.2 研究背景和意义001
1.3 人体能量收集与存储机理004
1.3.1 人体能量代谢机理004
1.3.2 人体能量收集方式与原理008
1.3.3 人体能量存储方式与原理009
1.4 人体运动能量收集研究现状010
1.4.1 振动式能量收集器研究现状010
1.4.2 电磁感应式能量收集器研究现状011
1.4.3 压电感应式能量收集器研究现状014
1.4.4 摩擦发电式能量收集器研究现状015
1.5 人体能量迁移研究现状018
1.5.1 上肢能量迁移研究现状019
1.5.2 下肢能量迁移研究现状020
1.6 穿戴式下肢康复外骨骼研究021
1.7 现有研究中存在的主要问题023
1.8 本书主要研究内容024
参考文献026
第2章 人体下肢能量收集方法研究034
2.1 引言034
2.2 人体下肢运动特性分析035
2.2.1 人体肌骨模型研究036
2.2.2 人体下肢步态研究037
2.2.3 人体下肢关节做功研究046
2.3 人体下肢能量收集原理与方法049
2.3.1 收集原理049
2.3.2 收集方法051
2.4 患者受损步态与运动康复需求分析054
2.4.1 偏瘫步态运动特点055
2.4.2 康复训练方法策略056
2.4.3 康复训练阶段058
2.4.4 康复训练治疗的作用060
2.4.5 康复训练研究任务061
2.4.6 康复训练现存问题061
2.5 行走数据采集与下肢运动仿真研究063
2.5.1 行走数据采集实验063
2.5.2 下肢运动仿真分析074
2.6 人体下肢力学模型与人机交互机理099
2.6.1 人体下肢运动学与动力学分析103
2.6.2 人机交互机理与力学分析118
2.7 本章小结129
参考文献130
第3章 人体跨肢体能量迁移方法研究与系统设计135
3.1 引言135
3.2 人体能量迁移方法研究136
3.2.1 能量流动理论136
3.2.2 能量迁移方法136
3.3 机械传动系统设计139
3.3.1 摆动凸轮式传动装置结构设计142
3.3.2 端齿离合式传动装置结构设计148
3.4 人体穿戴结构设计157
3.5 人机交互感知识别方法165
3.5.1 位置姿态测试研究166
3.5.2 足底压力测试研究190
3.5.3 肌电信号测试研究192
3.6 人机交互控制系统设计196
3.6.1 控制系统设计196
3.6.2 控制系统测试201
3.7 本章小结204
参考文献205
第4章 人体下肢能量收集与迁移系统特性研究209
4.1 引言209
4.2 平面蜗卷弹簧力学模型210
4.2.1 平面蜗卷弹簧应力分析215
4.2.2 平面蜗卷弹簧储能分析218
4.3 平面蜗卷弹簧储能研究220
4.3.1 平面蜗卷弹簧柔性体模型构建220
4.3.2 平面蜗卷弹簧有限元仿真分析221
4.4 传动系统力学建模与分析227
4.4.1 绳索传动力学模型构建227
4.4.2 人机耦合振动力学模型构建232
4.4.3 传动系统动力学仿真研究234
4.4.4 人机耦合动力学仿真研究239
4.5 本章小结241
参考文献243
第5章 人体下肢能量收集与迁移系统测试评价244
5.1 引言244
5.2 人体能量传动系统性能测试与评价245
5.3 人体能量收集存储性能测试与评价247
5.4 人体穿戴实验测试与评价248
5.4.1 位置姿态测试与分析249
5.4.2 肌电信号测试与分析254
5.4.3 足底压力测试与分析266
5.5 本章小结275
参考文献276
第6章 总结与展望278
6.1 研究工作总结278
6.2 本书创新点281
6.3 现有研究的不足与展望282
6.4 未来可能的研究方向283
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| 內容試閱：
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随着科学技术不断进步，人类对于未知领域不断探索，机械设计学科在过去几十年里得到了快速发展。从最初的简单机械装置到如今复杂精密的机械系统，机械设计的进步不仅推动了工业生产的发展，也深刻影响着我们日常生活的方方面面。作者致力于探索机械设计在外骨骼开发领域的应用。外骨骼作为一种能够增强人类生理能力和提升工作效率的技术，正在受到越来越多研究者的关注。
本书还将深入探讨人体能量收集技术的最新进展。随着能源问题的日益突出，如何有效地收集和利用人体产生的能量成为了一个备受关注的话题。通过结合机械设计和人机工程学原理，深入分析各种可能的人体能量收集技术，并探讨其在实际应用中的可行性和效果。传感测试技术在机械设计和外骨骼开发中也起着至关重要的作用。传感器的精准测量和数据采集为机械装置的性能优化和改进提供了关键支持。本书将介绍各种传感测试技术的原理和应用，并探讨其在外骨骼装置中的具体应用案例。
本书将通过详细的实验测试验证所提出的机械设计方案和技术手段的可行性和有效性。通过严谨的实验设计和数据分析、一系列可靠的实验结果，为机械设计和外骨骼开发领域的研究提供有力支持。本书将以全面系统的方式介绍机械设计、外骨骼开发、人体能量收集技术、传感测试技术以及实验测试验证等方面的最新进展和研究成果。作者期待通过这些内容的分享和交流，为推动人体能量收集与人体穿戴技术在设计领域发展贡献更大的力量。
本书是在国家纵向课题与企业横向课题的支持下，在该领域开展的一系列科学研究工作总结，研究项目包括中央军委科技委项目、陕西省教育厅科学研究计划项目、陕西省自然科学基础研究计划一般项目等。
本书的相关研究工作获得了西北工业大学、陕西科技大学、西安理工大学、西安交通大学与西安航空学院等众多高校科研工作人员的支持，在此深表谢意。
本书参考、引用了作者团队合作伙伴以及国内外同行的相关成果，在此向他们致谢。学生罗强、姚元宸、薛强强、芦鹏波、乔凯、韩烁、李杰、赵小康、王辰希、李睿梓、安家乐等对本书的研究做出了贡献，学生郝嘉鑫、李松昊、安科豪与金昱娴参与了书稿的整理工作，在此一并表示感谢。
感谢西安理工大学艺术与设计学院工业设计系的国家一流专业(工业设计、产品设计)学科培养经费的支持。
人体能量收集与利用技术、人体穿戴外骨骼技术正在飞速发展，本书仅是对作者前一研究阶段工作的一个总结，难免存在不完善之处，敬请读者批评指正。
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