下肢康復(fù)外骨骼機器人助力控制的研究.pdf

1、　　下肢康復(fù)外骨骼機器人是最近比較熱門的研究領(lǐng)域之一,它所涉及的領(lǐng)域非常廣泛,包括機構(gòu)學(xué)、人機工程學(xué)、控制理論、傳感技術(shù)以及信號處理等諸多學(xué)科。本課題對人體下肢組成及其運動步態(tài)、下肢康復(fù)外骨骼機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其助力控制策略展開了研究,具體研究內(nèi)容如下：
　　闡述了腦卒中患病原理及康復(fù)機理,研究了人體下肢解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及其運動步態(tài)和方式。根據(jù)人體下肢以及各關(guān)節(jié)運動所需的自由度,設(shè)計了一款下肢康復(fù)外骨骼機器人,其中包括腰帶的機構(gòu)、腿桿

2、及其調(diào)整部分的機構(gòu)和踝關(guān)節(jié)與腳底板的機構(gòu),共3個關(guān)節(jié),7個自由度。其中,髖關(guān)節(jié)3個自由度,膝關(guān)節(jié)1個自由度和踝關(guān)節(jié)3個自由度。為后續(xù)對外骨骼進(jìn)行助力控制策略研究提供硬件支持。
　　對模糊控制與PID控制的基本原理進(jìn)行了概述,并針對本課題建立了控制模型。利用MATLAB建立了模糊自適應(yīng)PID控制器,并對建立的模糊自適應(yīng)PID控制器與PID控制器進(jìn)行分析。結(jié)合本課題提出利用針對位移與速度的雙模糊自適應(yīng)PID控制策略。
　　利

3、用ADAMS與Proe建立人體穿戴下肢康復(fù)外骨骼機器人的簡易虛擬樣機。利用MATLAB與ADAMS建立聯(lián)合控制系統(tǒng),對人體在正常行走狀態(tài)下的助力控制進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,該控制策略在人體正常行走狀態(tài)下的助力效果比較明顯,基本實現(xiàn)了助力功能。
　　該課題的研究目標(biāo)是設(shè)計一款適合各種體型患者穿戴的下肢康復(fù)外骨骼機器人,該款康復(fù)外骨骼機器人要求結(jié)構(gòu)簡單,穿戴方便,且價格便宜,能夠滿足大多數(shù)腦卒中患者的康復(fù)需求。在控制策略方面的研究目標(biāo)是