【摘要】：面向因病痛或自然衰老等原因腿部運動功能受到輕度影響的患者或老年人,本文提出了一種可穿戴外骨骼機器人系統(tǒng),通過體重支撐的方式減輕雙腿在行走過程中對髖、膝、踝關(guān)節(jié)和腿部肌肉的負(fù)載,以實現(xiàn)行走輔助的功能。考慮到使用人群的心理訴求和病癥特點,有別于固定式或跟隨式康復(fù)機器人上配有的減重系統(tǒng),本文提出的外骨骼機器人結(jié)構(gòu)美觀,輕巧便攜。系統(tǒng)通過足底壓力傳感器實時對使用者的步態(tài)進行分析,通過步態(tài)相的劃分,針對各步態(tài)相提出不同的控制策略。通過座椅上的壓力傳感器實時監(jiān)測外骨骼提供支撐力度的大小,且驅(qū)動控制使用比例-積分-微分(PID)控制技術(shù)進行力矩控制。機器人系統(tǒng)總重12.5 kg,站立時平均輔助支撐約10 kg,行走中平均輔助支撐約3 kg,起到了一定的體重支撐效果,減輕了行走和站立時對下肢的壓力。
[Abstract]:In this paper, a wearable exoskeleton robot system is proposed for patients or elderly people whose leg motor function is slightly affected by pain or natural senescence, which can reduce the weight support of both legs to the hip and knee during walking. Ankle joint and leg muscle load to achieve walking aids. The exoskeleton robot proposed in this paper is beautiful and portable in view of the psychological demands and symptoms of the users, which is different from the weight-loss system attached to the fixed or follow-up rehabilitation robot. The system analyzes the user's gait by the foot pressure sensor in real time, and puts forward different control strategies for each gait phase by dividing the gait phase. The pressure sensor on the seat can monitor the support strength of the exoskeleton in real time, and the drive control uses the proportional-integral-differential (PID) control technique to control the torque of the exoskeleton. When the total weight of the robot system is 12.5 kg, the average auxiliary support is about 10 kg, in walking, and the average auxiliary support is about 3 kg, in walking, which reduces the pressure on the lower limbs during walking and standing.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院電子與信息工程學(xué)院;北京大學(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院;
【基金】：深圳市科技計劃基礎(chǔ)研究項目資助(JCYJ20150403161923540)
【分類號】：TP242

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