随着动力型膝上假肢的发展逐渐成熟,典型的路况识别与运动控制基本可以实现患者的正常行走。然而,假肢的安全性是实现其功能的基本保障,假肢穿戴者在行走过程中难免发生跌倒等情况,因此对假肢穿戴者跌倒预警与保护策略进行研究具有重要意义。本课题主要从数据采集处理、跌倒预警研究与保护策略分析三个方面展开。实现了假肢穿戴者跌倒的快速检测,并对假肢膝关节的运动控制做了理论研究,提高了假肢穿戴者行走的安全性。首先,良好的数据源是实现预警效果的基础,本文将跌倒分为绊倒与滑倒两种主要情形,分别提取两种情形下身体反应敏感部位的加速度与角度数据进行滤波处理,并结合人体运动特征,得到假肢跌倒预警的有效数据源。其次,由于穿戴假肢较长时间的患者与初期患者的行走方式和应对跌倒时的反应状态不同。因此,本文应用支持向量机与相关性分析两种算法设计适用于两类患者的预警系统。其中,支持向量机适用于穿戴假肢较长时间的患者,并结合灰色预测理论进行数据扩展以减少检测时间,相关性分析适用于初期患者,并结合具有反馈调节单元的模糊自适应变权重算法以提高预警正确率。最后,采用MSP430f149单片机设计移动便携式预警装置,对所建立的预警系统进行初步验证。此外,本文分析了动力型假肢在可能跌倒时的保护策略,为假肢穿戴者同健康人一样避免跌倒提供了理论基础。