下肢外骨骼机器人在脊髓型颈椎病微创术后康复中的应用价值

1

作者 娄凤桐 王海军 +2 位作者 曹蕊 赵国彤 丁宇 《实用医学杂志》 北大核心 2025年第10期1548-1554,共7页

目的 探讨应用外骨骼机器人对脊髓型颈椎病微创术后患者下肢功能康复的临床疗效。方法 回顾性分析2021年4月至2022年10月收治的56例脊柱内镜微创手术后患者,根据术后康复治疗的不同方式,分为观察组(机器人康复组)和对照组(常规康复组)... 目的 探讨应用外骨骼机器人对脊髓型颈椎病微创术后患者下肢功能康复的临床疗效。方法 回顾性分析2021年4月至2022年10月收治的56例脊柱内镜微创手术后患者,根据术后康复治疗的不同方式,分为观察组(机器人康复组)和对照组(常规康复组)。观察术前、术后4周、术后8周的颈脊髓功能JOA评分、下肢体感诱发电位波幅以及下肢步态分析指标:步频、步速、支撑相比值。结果 术后4周、8周两组患者JOA评分、下肢体感诱发电位波幅以及下肢步态分析指标(步频、步速、支撑相比值)均较术前显著改善(P <0.05);其中,观察组在术后4周、8周的JOA评分、下肢体感诱发电位波幅以及步态分析各项指标,均显著优于对照组同期数据(P <0.05),但在术后2年的随访中,观察组的各项指标与对照组差异并无统计学意义(P> 0.05)。结论 下肢外骨骼机器人康复较传统康复可更快促进脊髓型颈椎病微创术后患者的脊髓功能和下肢步行功能的恢复,较传统康复具有更优的短期临床疗效,但长期随访二者并无显著性差异。 展开更多

关键词 脊髓型颈椎病 微创手术 下肢外骨骼机器人 功能康复

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下肢外骨骼机器人阻抗控制参数优化研究 被引量：7

2

作者 钟佩思 杨世浩 +3 位作者 张超 王晓 张大卫 刘梅 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第18期7831-7837,共7页

为了提高下肢外骨骼机器人的人机交互性能,以基于位置的阻抗控制参数优化为研究对象,提出了基于复合粒子速度调节改进的粒子群优化算法。改进的粒子群优化算法引入欧式归一化速度调节参数、增加阶段性惯性权重重置和幂函数调节机制,平... 为了提高下肢外骨骼机器人的人机交互性能,以基于位置的阻抗控制参数优化为研究对象,提出了基于复合粒子速度调节改进的粒子群优化算法。改进的粒子群优化算法引入欧式归一化速度调节参数、增加阶段性惯性权重重置和幂函数调节机制,平衡种群探索和开发能力。通过算法改进前后对基础函数的寻优效果对比,验证改进的粒子群优化算法的优越性。基于MATLAB软件Simulink工具箱搭建阻抗控制仿真平台,分析不同方法求解下控制参数优化效果。结果表明改进的粒子群优化算法优化后的参数具有更优的控制效果,进一步降低控制过程中的接触力和位置误差,提高人机交互柔顺性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 阻抗控制 参数优化 粒子群优化算法 复合粒子速度调节

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穿戴式下肢外骨骼机器人研究现状 被引量：15

3

作者 张明路 钟道方 +1 位作者 田颖 张小俊 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第19期7856-7862,共7页

近年来,随着国家人口老龄化问题的加重,医疗技术的限制及青壮劳力的减少,穿戴式下肢外骨骼机器人在医疗、搬运、军事方面上的显著功能获得科研人员的广泛关注。本文试图摒弃传统功能层面的描述,从穿戴式下肢外骨骼机器人的结构层面梳理... 近年来,随着国家人口老龄化问题的加重,医疗技术的限制及青壮劳力的减少,穿戴式下肢外骨骼机器人在医疗、搬运、军事方面上的显著功能获得科研人员的广泛关注。本文试图摒弃传统功能层面的描述,从穿戴式下肢外骨骼机器人的结构层面梳理该类外骨骼机器人近年来的研究进展,进而分析了穿戴式下肢外骨骼机器人应用的新技术材料,然后重点阐述了其最新的关键技术(驱动方式和能源供应),探讨了穿戴式下肢外骨骼机器人今后的发展方向。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人结构 新技术材料 驱动方式 能源供应

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基于迭代学习控制算法的下肢外骨骼机器人跟随特性 被引量：8

4

作者 杨凯歌 钟佩思 +2 位作者 郑义 倪伟 刘梅 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第34期196-201,共6页

目前下肢外骨骼机器人存在的运动控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹时存在误差,从而导致人机系统随动性能差。因此,提出迭代学习控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹。首先,结合人体下肢结构分析,建立下肢外骨骼机器人动力学... 目前下肢外骨骼机器人存在的运动控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹时存在误差,从而导致人机系统随动性能差。因此,提出迭代学习控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹。首先,结合人体下肢结构分析,建立下肢外骨骼机器人动力学模型;其次,基于迭代学习控制算法建立下肢外骨骼机器人随动控制模型;最后,利用Matlab软件设计指数变增益闭环D型运动控制系统,分析收敛速度与谱半径的关系,追踪得到人体下肢髋关节和膝关节期望轨迹。仿真结果表明该算法能够有效提高下肢外骨骼机器人步态轨迹跟踪精度,提升人机系统随动性能。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 迭代学习控制算法 运动控制系统 步态轨迹跟踪精度

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下肢外骨骼机器人踝关节建模及动力学仿真 被引量：11

5

作者 张淑珍 周瑞 +3 位作者 毕彦峰 朱红光 张来喜 李春玲 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第5期695-700,共6页

下肢外骨骼机器人是一种具有辅助助力和医疗康复功能的智能型机械装置。本文通过对人体踝关节结构分析,设计了被动气弹簧踝关节下肢外骨骼机器人,并建立了被动踝关节力学模型;利用OpenSim获得了正常人行走时一个步态周期髋、膝关节步态... 下肢外骨骼机器人是一种具有辅助助力和医疗康复功能的智能型机械装置。本文通过对人体踝关节结构分析,设计了被动气弹簧踝关节下肢外骨骼机器人,并建立了被动踝关节力学模型;利用OpenSim获得了正常人行走时一个步态周期髋、膝关节步态数据,将其导入ADAMS对所设计的下肢外骨骼机器人踝关节未加气弹簧和加气弹簧两种模型进行了动力学仿真,通过对两种模型运动曲线对比分析,验证了所设计的下肢外骨骼机器人在步态行走和动力学方面的可行性和正确性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 踝关节建模 步态分析 动力学仿真

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下肢外骨骼机器人踝关节混合柔性驱动设计与研究 被引量：4

6

作者 李金良 郑伟 +1 位作者 王德堂 于岩 《机床与液压》 北大核心 2019年第15期42-48,共7页

为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起... 为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起到缓冲减振作用。设计了碟刹装置实现刚性驱动功能,以快速精确的响应人踝关节的摆动,避免人机运动偏差。建立了踝关节的动力学模型,通过频域特性分析方法得到了踝关节在不同参数特性下的稳定性以及力跟随特性。仿真实验验证了外骨骼机器人踝关节在受到冲击时的缓冲减振特性,并且验证了模型的准确性和有效性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 混合柔性驱动 串联弹性驱动器 人机交互

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下肢外骨骼机器人控制策略分析与展望 被引量：6

7

作者 宁祎 孔超 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第31期112-118,共7页

针对医疗康复领域,下肢外骨骼机器人控制策略决定了机器人在运行过程中的安全性、稳定性和快速性,从基于模型的控制策略和受生物启发控制策略两方面简述了下肢外骨骼机器人控制策略研究现状,特别对基于行为的机器人控制和中央模式发生器... 针对医疗康复领域,下肢外骨骼机器人控制策略决定了机器人在运行过程中的安全性、稳定性和快速性,从基于模型的控制策略和受生物启发控制策略两方面简述了下肢外骨骼机器人控制策略研究现状,特别对基于行为的机器人控制和中央模式发生器(central pattern generator,CPG)生物控制作了重点介绍。最后分析了下肢外骨骼机器人控制策略研究趋势并提出基于本体感受的反应式行为控制的智能行为技术。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 中央模式发生器控制 研究趋势 智能行为技术

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一种可穿戴下肢外骨骼机器人的结构设计与仿真 被引量：5

8

作者 白云峰 吴汉忠 +3 位作者 刘建辉 董威威 丁浩 朱世根 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2021年第7期68-74,共7页

针对外骨骼机器人灵活性不高、运动范围不足的问题,根据人体下肢的运动特点及骨骼结构,采用仿生学原理设计了一款具备高度灵活性且能助力人体下肢运动的下肢外骨骼机器人,并详细说明了其主要关节的机构设计原理。利用D-H参数法对下肢外... 针对外骨骼机器人灵活性不高、运动范围不足的问题,根据人体下肢的运动特点及骨骼结构,采用仿生学原理设计了一款具备高度灵活性且能助力人体下肢运动的下肢外骨骼机器人,并详细说明了其主要关节的机构设计原理。利用D-H参数法对下肢外骨骼机器人进行了运动学建模,并做出了正运动学求解,为机构设计提供了理论上的依据。运用SolidWorks软件对下肢外骨骼机器人进行了三维建模仿真,并将该模型导入ADAMS软件进行了运动学仿真分析。结果表明,机构模型设计合理,对实物模型的建立与控制模块的研究具有指导作用。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 仿生学 三维建模仿真 D-H参数法 运动学仿真

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基于趋近律的下肢外骨骼机器人滑模控制研究 被引量：4

9

作者 牟如强 李乐 郑才国 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第8期18-21,共4页

针对下肢外骨骼机器人(LLER)尺寸调节不连续和跟踪精度低的问题,设计了一种变尺寸LLER。采用UG NX建立了LLER三维模型,采用3D打印制作了LLER实物;利用拉格朗日法建立了LLER动力学方程,采用趋近律方法建立了LLER滑模控制器;采用Simulink... 针对下肢外骨骼机器人(LLER)尺寸调节不连续和跟踪精度低的问题,设计了一种变尺寸LLER。采用UG NX建立了LLER三维模型,采用3D打印制作了LLER实物;利用拉格朗日法建立了LLER动力学方程,采用趋近律方法建立了LLER滑模控制器;采用Simulink对LLER进行了动力学仿真。仿真结果表明:髋、膝关节的关节角位移误差不超过2.3°,关节角速度变化平稳,关节驱动转矩无明显冲击。控制参数k,ε的大小影响LLER关节角位移跟踪误差、起动转矩和驱动转矩的幅值,且2个控制参数相互制约。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 动力学方程 趋近律方法 跟踪精度

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基于PSO-SCE的下肢外骨骼机器人步态多目标优化 被引量：3

10

作者 刘辉 陈婵娟 穆琪 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期27-35,共9页

针对一些传统下肢外骨骼机器人步态优化算法中的寻优精度低和收敛速度慢等问题,提出一种下肢外骨骼机器人步态优化算法,该算法采用粒子洗牌策略和复合形信息互通技术,保留了粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与复合形交... 针对一些传统下肢外骨骼机器人步态优化算法中的寻优精度低和收敛速度慢等问题,提出一种下肢外骨骼机器人步态优化算法,该算法采用粒子洗牌策略和复合形信息互通技术,保留了粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与复合形交叉进化(Shuffled Complex Evolution,SCE)算法的优点,通过建立以机器人步态零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)稳定裕度和每步驱动能耗为参数的多目标优化函数进行寻优,并在SolidWorks、ADAMS和MATLAB软件中进行联合对比测试,仿真表明:与PSO算法和SCE算法相比,采用PSO-SCE算法得到的机器人步态ZMP稳定裕度增大,驱动能耗平均值分别减小了18.4%和13.5%,机器人能够以较小的能量消耗实现稳定平滑行走。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 步态优化 多目标优化函数 洗牌策略 信息互通技术

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下肢外骨骼机器人临床康复应用进展 被引量：11

11

作者 王战斌 陈思婧 +2 位作者 杨青 帅梅 张冀聪 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期761-765,共5页

1下肢外骨骼康复机器人简介外骨骼的定义来源于甲壳类动物,其骨骼生长在肌肉、组织外部,用于保护和支撑动物,属于“外骨骼”动物;与之对应,人类的骨骼生长于肌肉、组织之内,属于“内骨骼”生物。外骨骼机器人是一种基于仿生学和人体工... 1下肢外骨骼康复机器人简介外骨骼的定义来源于甲壳类动物,其骨骼生长在肌肉、组织外部,用于保护和支撑动物,属于“外骨骼”动物;与之对应,人类的骨骼生长于肌肉、组织之内,属于“内骨骼”生物。外骨骼机器人是一种基于仿生学和人体工程学研究设计的机器人,这种机器人的机械构型与人类的下肢骨骼类似并几乎平行,通过绑带套在患者身体外面,构成一种“穿戴在人体外面”的机器人,成为人类穿戴者除自身之外,由外部动力源驱动的另一副“骨骼”[1]。 展开更多

关键词 外骨骼机器人 人体工程学 下肢外骨骼康复机器人 骨骼生长 甲壳类动物 仿生学 临床康复

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下肢外骨骼机器人在脊髓损伤中的应用研究进展 被引量：11

12

作者 王锋 李靖龙 《实用医学杂志》 CAS 北大核心 2022年第23期3012-3016,共5页

脊髓损伤会导致损伤平面以下肢体严重的感觉和运动功能障碍,对患者的生存质量造成了严重的影响。作为脊髓损伤的一种新型治疗技术,下肢外骨骼机器人受到了国内外学者的广泛关注。本文介绍了下肢外骨骼机器人的基本原理,简述了其在脊髓... 脊髓损伤会导致损伤平面以下肢体严重的感觉和运动功能障碍,对患者的生存质量造成了严重的影响。作为脊髓损伤的一种新型治疗技术,下肢外骨骼机器人受到了国内外学者的广泛关注。本文介绍了下肢外骨骼机器人的基本原理,简述了其在脊髓损伤患者行走功能恢复中的最新国内、外进展,进一步对该领域的研发提出新的展望,以期为脊髓损伤患者术后的康复基础研究及临床治疗方案提供一定的参考和借鉴。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 脊髓损伤 行走功能 应用 进展

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被动模式下肢外骨骼机器人的步态轨迹跟踪控制 被引量：7

13

作者 黄锦涛 李颖 曾建平 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期108-115,共8页

针对被动模式下肢外骨骼机器人的步态轨迹跟踪控制问题,提出一种自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略.将系统未建模动态、系统间动态耦合和外部扰动视为总干扰,设计扩张状态观测器(extended state observer,ESO... 针对被动模式下肢外骨骼机器人的步态轨迹跟踪控制问题,提出一种自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略.将系统未建模动态、系统间动态耦合和外部扰动视为总干扰,设计扩张状态观测器(extended state observer,ESO)进行估计,采用前馈方式进行补偿,从而抑制干扰的影响.通过设计的误差反馈控制器,实现对期望步态轨迹的跟踪控制,并给出ESO误差有界以及闭环系统稳定性的证明.仿真结果表明,所提的ADRC策略能准确跟踪步态轨迹,相比于比例积分微分(PID)控制和计算力矩控制方法,该策略不仅能保证良好的跟踪效果,还能有效抑制干扰. 展开更多

关键词 自抗扰控制 跟踪控制 扩张状态观测器 被动模式 下肢外骨骼机器人

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高适应性下肢外骨骼机器人的结构设计与分析 被引量：5

14

作者 丛佩超 龙耀祖 万东宝 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第1期77-87,共11页

针对当前下肢外骨骼机器人适用范围有限及舒适性较差等问题,文中设计了一款具有高适应性的下肢外骨骼机器人,实现了腿部长度的连续调节;基于不同支撑周期内的系统受力状态,并综合考虑地面反力和人体驱动力影响,利用D-H参数法、拉格朗日... 针对当前下肢外骨骼机器人适用范围有限及舒适性较差等问题,文中设计了一款具有高适应性的下肢外骨骼机器人,实现了腿部长度的连续调节;基于不同支撑周期内的系统受力状态,并综合考虑地面反力和人体驱动力影响,利用D-H参数法、拉格朗日方程建立了下肢外骨骼机器人的运动学与动力学模型;运用三角函数样条插值法对步态采集仪收集的人体步态数据进行优化,得到了髋、膝、踝各关节间的运动关系;对文中设计的下肢外骨骼机器人进行了动力学仿真,得到了其相应的关节角度变化、足底受力及系统运动状态,上述仿真结果验证了文中设计方案的有效性,并为后续驱动电机选型及控制系统设计提供实验依据。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 高适应性 步态规划 ADAMS 动力学仿真

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下肢康复外骨骼机器人设计与性能分析 被引量：7

15

作者 常佳辰 韩亚丽 +2 位作者 孙翰 史传棋 赵天 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期210-220,共11页

为了更好地辅助偏瘫患者的康复训练,设计了一种基于盘式电机驱动的下肢康复外骨骼机器人,并通过助力效果可视化研究与性能分析来验证其不同康复训练模式的有效性。首先,对下肢康复外骨骼机器人的结构进行了详细设计,并利用OpenSim软件... 为了更好地辅助偏瘫患者的康复训练,设计了一种基于盘式电机驱动的下肢康复外骨骼机器人,并通过助力效果可视化研究与性能分析来验证其不同康复训练模式的有效性。首先,对下肢康复外骨骼机器人的结构进行了详细设计,并利用OpenSim软件进行了人机耦合的生物力学分析。然后,开展了基于位置跟踪控制的被动康复训练实验以及抗阻康复训练实验并采集表面肌电信号,验证了所设计下肢康复外骨骼机器人在不同模式下辅助患者康复训练的有效性。结果表明,穿戴下肢康复外骨骼机器人能使人体膝关节的力矩减小50%左右;在被动康复训练实验中,跟随误差为-4°~8°,且人体下肢目标肌群的肌肉激活度呈明显的周期性变化;在抗阻康复训练实验中,人体下肢目标肌群的肌肉激活度随负重的增加而提高。所设计的下肢康复外骨骼机器人具有良好的灵敏性和跟随性,其被动及抗阻康复训练模式均有助于偏瘫患者下肢的康复,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 下肢康复外骨骼机器人 康复训练 生物力学分析 位置跟踪控制 肌肉激活度

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结合Udwadia-Kalaba控制理论的下肢外骨骼步态轨迹跟踪控制

16

作者 肖志毅 沙连森 +3 位作者 邹学坤 黄锟 李永斌 刘斌 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期148-158,共11页

针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参... 针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参数确定外骨骼机器人系统理想运动轨迹约束下的名义部分控制力矩;为消除机器人系统不确定部分的影响,引入鲁棒控制器,通过划分不确定性边界确定其应输出的额外控制力矩。仿真结果表明:相较于传统PID算法,基于U-K控制理论的鲁棒控制的外骨骼机器人髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪控制精度分别提高了76.4%和96.8%。基于设计的下肢外骨骼机器人样机进行轨迹跟踪对比实验,实验结果表明:基于该方法的下肢外骨骼髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪精度为0.467 0°和0.114 1°,相比作为对照的PID算法,分别提高了82.6%和86.8%,同时系统整体控制周期缩短了56.6%,该控制方法具有更高的同步性、控制精度与稳定性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 Udwadia-Kalaba控制理论 鲁棒控制 轨迹跟踪控制

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脑卒中患者下肢外骨骼康复机器人步态规划与运动学仿真 被引量：10

17

作者 朱志伟 唐春霞 +1 位作者 徐立娟 陈殿生 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第1期247-250,256,共5页

为满足越来越多的脑卒中患者辅助行走和康复训练的需要,设计了一款下肢外骨骼机器人模型,采用D-H参数法建立踝关节、膝关节、髋关节坐标系,推演出步态周期内的坐标方程。为了安全起见,要求脑卒中患者步行速度慢且步长短,利用CoG(Center ... 为满足越来越多的脑卒中患者辅助行走和康复训练的需要,设计了一款下肢外骨骼机器人模型,采用D-H参数法建立踝关节、膝关节、髋关节坐标系,推演出步态周期内的坐标方程。为了安全起见,要求脑卒中患者步行速度慢且步长短,利用CoG(Center of Gravity,重心地面投影点)作为步态规划中的稳定性判断依据,并用Robotics Toolbox for Matlab仿真,结果表明:下肢外骨骼康复机器人在康复训练过程中各关节具有连续且稳定的步态轨迹,为后续脑卒中患者使用的下肢外骨骼康复机器人样机研制提供了必要的理论依据。 展开更多

关键词 脑卒中 步态规划 COG 下肢外骨骼机器人 MATLAB

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下肢外骨骼康复机器人人因工程研究进展 被引量：8

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作者 王秋惠 姚景一 《图学学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期712-718,共7页

下肢外骨骼康复机器人是专门针对下肢运动障碍及行动不便者,提供康复锻炼的智能化装备,其发展对于中国康复事业具有重大的理论意义与实际应用价值。人因工程研究可有效提高下肢康复机器人HRI人机交互安全性与交互效率。因此,深入探讨国... 下肢外骨骼康复机器人是专门针对下肢运动障碍及行动不便者,提供康复锻炼的智能化装备,其发展对于中国康复事业具有重大的理论意义与实际应用价值。人因工程研究可有效提高下肢康复机器人HRI人机交互安全性与交互效率。因此,深入探讨国内外下肢外骨骼康复机器人人因工程研究进展,对其研究现状、发展趋势进行总结归纳。通过文献检索方法对相关文献进行分析,发现人机交互、步态行为、结构设计、安全问题等是下肢外骨骼康复机器人人因工程领域的研究热点,并从人因出发,系统梳理国内外下肢外骨骼康复机器人人因工程研究进展和发展动态,提出我国在下肢外骨骼康复机器人人因工程领域所面临的挑战,研究重点和未来发展趋势。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 康复机器人 人因工程 人机关系 研究与应用进展

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下肢外骨骼助行机器人滑模PD控制研究 被引量：2

19

作者 邢文琪 郭旭东 +3 位作者 肖建如 许炜 魏强生 刘健南 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期621-625,共5页

穿戴式下肢外骨骼助行机器人可以辅助下肢运动有障碍者进行康复训练,助其实现正常行走。首先确定系统自由度个数,并基于拉格朗日法建立动力学模型。为提高多关节协调运动的控制精度以实现拟人化步态,研究了基于滑模函数补偿的PD控制算... 穿戴式下肢外骨骼助行机器人可以辅助下肢运动有障碍者进行康复训练,助其实现正常行走。首先确定系统自由度个数,并基于拉格朗日法建立动力学模型。为提高多关节协调运动的控制精度以实现拟人化步态,研究了基于滑模函数补偿的PD控制算法。通过Matlab-Simulink仿真,对比分析了PD算法和滑模PD算法,获得了两种算法下髋、膝关节角位移及角速度控制曲线,并计算不同算法的跟踪误差。结果表明,相对于常规的PD控制算法,基于滑模函数补偿的PD控制算法具有更好的精度和稳定性,且响应速度快;以12 s周期为例,在有扰动的情况下,滑模PD控制比PD控制提前约3 s达到稳定。将滑模PD控制算法用于下肢外骨骼机器人的步态控制,可提高控制精度和响应速度。 展开更多

关键词 穿戴式下肢外骨骼机器人 动力学模型 滑模函数补偿 PD控制

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外骨骼下肢康复机器人在脑卒中康复中的应用进展 被引量：28

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作者 李宏伟 张韬 +2 位作者 冯垚娟 林海丹 白定群 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2017年第7期788-791,共4页

外骨骼下肢康复机器人根据其辅助步行训练的特点可分为基于平板训练的机器人和平地行走训练机器人。这两类外骨骼下肢康复机器人均在亚急性期和慢性期脑卒中患者康复中得到应用,对脑卒中患者步态、平衡功能的改善,以及下肢运动功能恢复... 外骨骼下肢康复机器人根据其辅助步行训练的特点可分为基于平板训练的机器人和平地行走训练机器人。这两类外骨骼下肢康复机器人均在亚急性期和慢性期脑卒中患者康复中得到应用,对脑卒中患者步态、平衡功能的改善,以及下肢运动功能恢复有一定临床意义。 展开更多

关键词 脑卒中 外骨骼下肢康复机器人 运动功能 康复 综述

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