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使用阻抗量化描述踝关节特性，有助于对踝关节的深入研究。人体踝关节阻抗可等效为一个包含惯性、阻尼、刚度的二阶系统。对系统快速变化的输入角度和输出力矩做系统辨识可估计系统阻抗参数。为进一步研究人体踝关节动态特性，本文设计了一种踝关节动态阻抗测量装置，并针对该装置提出踝关节阻抗测量的方法。主要研究内容如下：
(1)通过双模块分离方式，设计一种能提供满足随机激励要求的踝关节动态阻抗测量装置。为同时满足负载及随机激励要求，通常需要高性能电机或液压系统搭建检测装置。本文通过两个弹性模块和一个扰动电机的配合实现了踝关节机械阻抗的测量。弹性模块为踝关节提供静态支撑力矩，大幅降低装置刚度，减小随机激励所需的力矩负担，弹性模块的形变反映轴上的转矩。弹性模块与扰动电机配合，将电机的位置控制间接转化为转矩控制，实现随机激励和随动两种电机控制模式。
(2)验证踝关节动态阻抗测量装置的可靠性。在扰动条件下，同步采集踝关节的位置和转矩信息，进而通过系统辨识的方法估计踝关节阻抗参数。为确定装置辨识结果的准确性，将装置应用于已知参数的质量-弹簧二阶系统的测量。通过对比估计参数与实际参数，验证装置可用于踝关节阻抗的测量。
(3)应用该装置测量人体踝关节动态阻抗。在确定装置阻抗测量可靠性的基础上，将装置分别应用于人体踝关节静态阻抗和动态阻抗的测量。静态阻抗测量实验中，测量9位受试者在肌肉放松情况下的刚度，验证了踝关节刚度与旋转角度之间的线性特征。动态阻抗测量实验中，获取了一组实验者踝关节在放松和激活状态下的阻抗数据。
为研究人体踝关节阻抗特性，测量人体踝关节动态阻抗参数，本文设计一个踝关节动态阻抗测量装置，验证了阻抗测量装置的可靠性，并分别测量人体踝关节静态阻抗和动态阻抗。本文提出阻抗测量装置的设计和阻抗的测量方法，可为复杂运动中的踝关节阻抗测量提供参考。
(1)通过双模块分离方式，设计一种能提供满足随机激励要求的踝关节动态阻抗测量装置。为同时满足负载及随机激励要求，通常需要高性能电机或液压系统搭建检测装置。本文通过两个弹性模块和一个扰动电机的配合实现了踝关节机械阻抗的测量。弹性模块为踝关节提供静态支撑力矩，大幅降低装置刚度，减小随机激励所需的力矩负担，弹性模块的形变反映轴上的转矩。弹性模块与扰动电机配合，将电机的位置控制间接转化为转矩控制，实现随机激励和随动两种电机控制模式。
(2)验证踝关节动态阻抗测量装置的可靠性。在扰动条件下，同步采集踝关节的位置和转矩信息，进而通过系统辨识的方法估计踝关节阻抗参数。为确定装置辨识结果的准确性，将装置应用于已知参数的质量-弹簧二阶系统的测量。通过对比估计参数与实际参数，验证装置可用于踝关节阻抗的测量。
(3)应用该装置测量人体踝关节动态阻抗。在确定装置阻抗测量可靠性的基础上，将装置分别应用于人体踝关节静态阻抗和动态阻抗的测量。静态阻抗测量实验中，测量9位受试者在肌肉放松情况下的刚度，验证了踝关节刚度与旋转角度之间的线性特征。动态阻抗测量实验中，获取了一组实验者踝关节在放松和激活状态下的阻抗数据。
为研究人体踝关节阻抗特性，测量人体踝关节动态阻抗参数，本文设计一个踝关节动态阻抗测量装置，验证了阻抗测量装置的可靠性，并分别测量人体踝关节静态阻抗和动态阻抗。本文提出阻抗测量装置的设计和阻抗的测量方法，可为复杂运动中的踝关节阻抗测量提供参考。