下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)是一個機(jī)電一體化系統(tǒng),對其進(jìn)行研究的本質(zhì)是研究機(jī)器人與患者之間信息的感知、處理、傳遞與控制,以實(shí)現(xiàn)最佳的下肢行走步態(tài)與康復(fù)訓(xùn)練效果。本課題以下肢康復(fù)機(jī)器人為研究對象,分析和總結(jié)了目前國內(nèi)外下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人控制策略研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,提出一種意向運(yùn)動控制策略,并針對現(xiàn)有的下肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計。意向運(yùn)動控制策略指根據(jù)偏癱患者的病情,充分發(fā)揮患者的自主運(yùn)動意愿,來實(shí)現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練各階段需求的一種訓(xùn)練模式。意向運(yùn)動控制策略分為兩個子系統(tǒng),分別為外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)和健肢示教控制系統(tǒng),當(dāng)患者患肢具有運(yùn)動能力時,應(yīng)用外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng),使患肢側(cè)外骨骼跟隨患肢運(yùn)動;當(dāng)患者患肢運(yùn)動能力不足時,應(yīng)用健肢示教控制系統(tǒng),患肢側(cè)外骨骼帶動患肢運(yùn)動,使患肢按照健肢的步態(tài)參數(shù)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。對意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)的初始步態(tài)進(jìn)行規(guī)劃,使整個康復(fù)訓(xùn)練動作完整,同時使患者的安全性得到提高。確定意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)的自主運(yùn)動意愿的判斷標(biāo)準(zhǔn),通過對自主運(yùn)動意愿進(jìn)行判斷,將兩個子系統(tǒng)結(jié)合起來形成一個完整的意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)。本文提出意向運(yùn)動補(bǔ)償控制策略,設(shè)計完成其具體控制方法。在本課題所研究的下肢康復(fù)機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,搭建試驗(yàn)平臺,在VC++環(huán)境下編寫了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)動控制的程序,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)研究表明,該控制策略能較好的完成對患者的康復(fù)訓(xùn)練任務(wù),為接下來的康復(fù)策略研究打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP242
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題研究對象
        1.3.2 課題研究內(nèi)容
第二章 意向運(yùn)動控制策略
    2.1 意向運(yùn)動原理
    2.2 意向運(yùn)動控制策略
    2.3 意向運(yùn)動控制方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 意向運(yùn)動控制策略子系統(tǒng)研究
    3.1 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)研究
        3.1.1 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的工作原理
        3.1.2 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的控制方法
        3.1.3 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        3.1.4 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    3.2 健肢示教控制系統(tǒng)研究
        3.2.1 健肢示教控制系統(tǒng)的工作原理
        3.2.2 健肢示教控制系統(tǒng)的控制方法
        3.2.3 健肢示教控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        3.2.4 健肢示教控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
第四章 意向運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.1 初始步態(tài)的規(guī)劃
    4.2 自主運(yùn)動意愿的判斷
    4.3 本章小結(jié)
第五章 意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)硬件
        5.1.2 意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)伺服控制基礎(chǔ)
    5.2 意向運(yùn)動補(bǔ)償子系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 外骨骼重力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.2 健肢示教控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
    5.3 意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 髖關(guān)節(jié)的意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 膝關(guān)節(jié)的意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 踝關(guān)節(jié)的意向運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝

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