[发明专利]一种基于关键动素的肢残者作业能力评价方法

摘要

本发明公开了一种基于关键动素的肢残者作业能力评价方法，包括：(1)构建作业实体、作业本体和作业空间三个作业要素类，对作业系统进行全面描述；(2)相应生成能够完成任务的动素序列；(3)为组成该动素序列的各个动素分别赋予三级评价指标；(4)识别出关键动素，并以此作为评价的基点；(5)结合关键动素来进行运动仿真，测量得出肢残者执行该关键动素时的生物力学参数量；(6)将正常人的生物力学参数作为作业要求，与肢残者的生物力学参数测量结果比较。通过本发明，能够在后续仿真及计算处理过程中避免海量数据，同时实现高信度和高效率的肢残者作业能力评价全过程。

主权项

一种基于关键动素的肢残者作业能力评价方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(1)构建包括作业实体、作业本体和作业空间在内的三个作业要素类，由此建立对待执行作业系统进行全面描述的多元任务要素集，其中：所述作业实体要素类包括三个要素集，即具备作业对象名称、作业对象形状和作业对象尺寸这三个元素的作业对象要素集，具备作业工具名称、作业工具尺寸、作业工具操作方式和作业工具技能要求这四个元素的作业工具要素集，以及具备肢残者的肢体结构特征描述、肢残者的运动学特征描述和肢残者的动力学特征描述这三个元素的肢残者要素集；所述作业本体要素类包括两个要素集，即具备作业名称、作业目标、作业当前状态和作业规则这四个元素的作业属性要素集，以及具备作业执行时间、作业执行速度、肢残者在作业过程中的手脚关节状态描述多元素的作业参数要素集；所述作业空间要素类包括两个要素集，即具备作业空间大小、障碍物特性描述这两个元素的作业环境要素集，以及具备肢残者位置特性描述、作业工具位置描述、作业对象位置描述和障碍物位置描述这四个元素的作业空间布局要素集；(2)基于步骤(1)所建立的多元任务要素集，相应生成用于完成任务的动素序列；(3)针对步骤(2)所生成的动素序列，为组成该动素序列的各个动素分别赋予三级评价指标，其中该三级评价指标具体包括：用于对肢残者自身的肢体受损状态进行评价的第一评价指标，用于对肢残者自身的肌肉骨骼状态进行评价的第二评价指标，以及用于对肢残者完成该动素所需的最短时间进行评价的第三评价指标；(4)对各个所述动素所对应的三级评价指标各自执行加权求和计算，然后比较这些加权求和结果以得出其中的最大值，将该最大值所对应的动素设定为关键动素，并将其作为作业能力评价的基点；(5)结合步骤(4)所设定的关键动素对正常人体模型进行运动仿真，同时测量得出肢残者执行该关键动素时的生物力学参数，其中该生物力学参数包括肢残者的关节自由度、关节角度、关节受力、关节力矩和肌力等一系列参数；(6)将步骤(5)中正常人体所对应的上述生物力学参数作为动素要求，分别将步骤(5)中肢残者的测量结果与其进行比较，并判定肢残者能否顺利完成，由此完成整体的作业能力评价过程。