轮式驱动截瘫动力外骨骼应用技术和平衡控制研究

发布时间：2021-10-25 17:38

　　截瘫是一种严重的下肢运动系统损伤疾病,严重影响患者生活质量,也给家庭和社会造成沉重的经济负担。我国拥有庞大的截瘫人群,如何使患者离开病床、摆脱轮椅、融入社会是康复工程研究亟需解决的难点问题。近年来,动力下肢外骨骼在医疗领域的应用给截瘫患者的直立助行和康复训练提供了新的选择。然而,当前研究以基于机器人思路设计的关节驱动型外骨骼为主。这种形态的外骨骼在实际应用中出现的一系列问题限制了其在临床上的广泛推广。为此,本研究提出了一种新的轮式驱动外骨骼形态,通过实物样机研发和理论分析探索了这种新式外骨骼在截瘫助行和康复训练方面的可行性,主要开展了以下几个方面的工作:针对现有关节驱动型外骨骼机电系统复杂、临床推广受限的问题,本研究从截瘫患者的根本需求入手,研发了一款低成本、高效能、简单可靠的直立助行外骨骼。该外骨骼采用电机-同步带-轮子结构的轮式驱动模块、蓝牙无线控制、HKAF形态机械结构,并以助行架辅助平衡。完成了健康人和T10患者的穿戴实验,并在运动分析系统中定量评估了关节运动波动和肌肉活动度情况。针对当前患者在康复训练中自主性有限,影响训练参与度的问题,本研究基于患者主导原理,研发了一款可帮助... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

外骨骼发展历程

(a) Locomat[9, 10](b) LOPES[11, 12](c) ALEX[13-15](d) MINDWALKER[51, 52](e) Auckland System[53]图 1.2 主要跑步机式外骨骼实物应用于跑步机式外骨骼中的 BWS 系统按其结构可以分为柔性线缆式cBWS（cable body weight support）和固定结构式 sBWS（structural body weightsupport)。由美国特拉华大学研究人员研发的 ALEX(Active Leg Exoskeleton)

6(a) 截瘫步行机[37, 38](b) EXPOS[55](c) WalkTrainer[57, 58](d) NaTUre-gaits[59, 60]图 1.3 主要着地行走式外骨骼实物

【参考文献】：
期刊论文
[1]地震后脊髓损伤患者的救治与康复[J]. 李建军,高峰,刘舒佳.  中国康复理论与实践. 2008(07)
[2]减重步行康复训练机器人研究进展[J]. 程方,王人成,贾晓红,张济川.  中国康复医学杂志. 2008(04)
[3]电驱动双自由度截瘫步行器的研究[J]. 王人成,白彩勤,张济川,金德闻,张培玉.  中国康复医学杂志. 1996(05)
[4]双关节单自由度截瘫步行器的研究[J]. 张济川,金德闻,周文.  中国康复医学杂志. 1991(06)

博士论文
[1]两轮自平衡移动机器人建模与控制研究[D]. 茅力非.华中科技大学 2013
[2]基于柔性外骨骼人机智能系统基础理论及应用技术研究[D]. 张佳帆.浙江大学 2009
[3]可穿戴型助力机器人技术研究[D]. 陈峰.中国科学技术大学 2007

硕士论文
[1]下肢截瘫康复步行机的结构设计及仿真分析[D]. 陈圆意.南京理工大学 2013
[2]截瘫患者下肢康复机器人设计与实验研究[D]. 刘洪涛.燕山大学 2010



本文编号：3457881