下肢步态康复机器人意向运动补偿技术研究

发布时间：2020-10-31 23:43

　　 下肢康复机器人系统是一个机电一体化系统,对其进行研究的本质是研究机器人与患者之间信息的感知、处理、传递与控制,以实现最佳的下肢行走步态与康复训练效果。本课题以下肢康复机器人为研究对象,分析和总结了目前国内外下肢外骨骼康复机器人控制策略研究现状,在此基础上,提出一种意向运动控制策略,并针对现有的下肢康复机器人进行控制系统的设计。意向运动控制策略指根据偏瘫患者的病情,充分发挥患者的自主运动意愿,来实现康复训练各阶段需求的一种训练模式。意向运动控制策略分为两个子系统,分别为外骨骼重力补偿控制系统和健肢示教控制系统,当患者患肢具有运动能力时,应用外骨骼重力补偿控制系统,使患肢侧外骨骼跟随患肢运动;当患者患肢运动能力不足时,应用健肢示教控制系统,患肢侧外骨骼带动患肢运动,使患肢按照健肢的步态参数进行康复训练。对意向运动补偿系统的初始步态进行规划,使整个康复训练动作完整,同时使患者的安全性得到提高。确定意向运动补偿系统的自主运动意愿的判断标准,通过对自主运动意愿进行判断,将两个子系统结合起来形成一个完整的意向运动补偿系统。本文提出意向运动补偿控制策略,设计完成其具体控制方法。在本课题所研究的下肢康复机器人主体结构的基础上,搭建试验平台,在VC++环境下编写了相应的数据采集和运动控制的程序,并进行实验验证。实验研究表明,该控制策略能较好的完成对患者的康复训练任务,为接下来的康复策略研究打下了基础。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TP242
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 下肢外骨骼康复机器人研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题的主要研究内容
        1.3.1 课题研究对象
        1.3.2 课题研究内容
第二章 意向运动控制策略
    2.1 意向运动原理
    2.2 意向运动控制策略
    2.3 意向运动控制方法
    2.4 本章小结
第三章 意向运动控制策略子系统研究
    3.1 外骨骼重力补偿控制系统研究
        3.1.1 外骨骼重力补偿控制系统的工作原理
        3.1.2 外骨骼重力补偿控制系统的控制方法
        3.1.3 外骨骼重力补偿控制系统的硬件设计
        3.1.4 外骨骼重力补偿控制系统的软件设计
    3.2 健肢示教控制系统研究
        3.2.1 健肢示教控制系统的工作原理
        3.2.2 健肢示教控制系统的控制方法
        3.2.3 健肢示教控制系统的硬件设计
        3.2.4 健肢示教控制系统的软件设计
    3.3 本章小结
第四章 意向运动控制系统实现
    4.1 初始步态的规划
    4.2 自主运动意愿的判断
    4.3 本章小结
第五章 意向运动补偿系统实验研究
    5.1 意向运动补偿系统实验
        5.1.1 意向运动补偿系统实验硬件
        5.1.2 意向运动补偿系统实验伺服控制基础
    5.2 意向运动补偿子系统的实验研究
        5.2.1 外骨骼重力补偿控制系统的实验研究
        5.2.2 健肢示教控制系统的实验研究
    5.3 意向运动补偿系统的实验研究
        5.3.1 髋关节的意向运动补偿系统实验
        5.3.2 膝关节的意向运动补偿系统实验
        5.3.3 踝关节的意向运动补偿系统实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

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本文编号：2864686