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脑瘫儿童下肢康复外骨骼机器人设计与验证
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作者 曹武警 刘骏航 +2 位作者 张硕 罗明祥 吴新宇 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第1期9-18,共10页
针对国内康复设备缺乏及其对儿童腿型适应性不足的现状,设计了一款用于脑瘫儿童下肢康复的台架式外骨骼机器人。脑瘫作为一种常见的儿童疾病,常导致“蹲伏步态”等不同程度的步态异常,本文针对此步态进行康复机器人设计。该结构由外骨... 针对国内康复设备缺乏及其对儿童腿型适应性不足的现状,设计了一款用于脑瘫儿童下肢康复的台架式外骨骼机器人。脑瘫作为一种常见的儿童疾病,常导致“蹲伏步态”等不同程度的步态异常,本文针对此步态进行康复机器人设计。该结构由外骨骼机器人和助行器小车组成,拥有4个主动自由度,能进行多角度调节和伸缩,满足不同儿童腿型的需求。控制系统采用主从分布式架构,结合KMP(kernelized movement primitive)算法实现了个性化轨迹的匹配和自适应步态的规划。实验结果表明,该康复设备机械结构和控制系统运行可靠,同时具备良好的轨迹跟踪能力,可有效提高脑瘫儿童的步态稳定性。 展开更多
关键词 脑瘫康复训练 下肢外骨骼 机械设计 控制系统
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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
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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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下肢康复外骨骼机器人动力学分析及仿真 被引量:14
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作者 程思远 陈广锋 +1 位作者 王琳霞 傅灵逍 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第6期899-905,917,共8页
设计了一款下肢康复外骨骼机器人,为探究该机器人各关节所需驱动力大小及规律,基于机器人的组成结构建立动力学模型,并对各关节的力矩进行详细分析。将机器人CAD(computer aided design)模型导入ADAMS(automatic dynamic analysis of me... 设计了一款下肢康复外骨骼机器人,为探究该机器人各关节所需驱动力大小及规律,基于机器人的组成结构建立动力学模型,并对各关节的力矩进行详细分析。将机器人CAD(computer aided design)模型导入ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)中对其进行步态仿真分析,进而得到下肢各个关节处的转矩变化规律及大小,同时将所得力矩代入模型中进行仿真。通过对比关节角度信息,验证结果的正确性,为后续控制系统设计及电机选型提供了参考。 展开更多
关键词 下肢康复外骨骼机器人 动力学分析 动力学仿真 机械系统
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面向儿童的下肢康复外骨骼机器人研发进展 被引量:9
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作者 陶璟 霍宇飞 于随然 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1445-1449,共5页
我国儿童康复面临专业人才不足,国产专门化医疗器械及先进康复技术匮乏的严峻问题,严重影响了儿童康复实践工作的开展。一些先进国家已开始儿童康复外骨骼技术的探索并取得一定成果,证实了该技术原理可行性、临床有效性和良好的发展潜... 我国儿童康复面临专业人才不足,国产专门化医疗器械及先进康复技术匮乏的严峻问题,严重影响了儿童康复实践工作的开展。一些先进国家已开始儿童康复外骨骼技术的探索并取得一定成果,证实了该技术原理可行性、临床有效性和良好的发展潜力。因此,面向儿童的外骨骼康复系统研发不仅是面向切实人民需求的,也是我国在先进机器人和康复医疗技术领域取得话语权和核心竞争力所必要的。本文首先分析了现有常规儿童运动康复治疗方法的局限性,在此基础上综述了现有儿童下肢康复外骨骼系统技术特点及其临床应用进展和初步结论,进一步分析了儿童康复外骨骼机器人关键共性研究问题和特性研发技术难点,为我国自主研发该类技术和系统提供依据。 展开更多
关键词 外骨骼机器人 儿童康复 康复外骨骼 核心竞争力 康复医疗 医疗器械 共性研究 康复技术
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人体下肢康复外骨骼机器人仿真分析与实验 被引量:6
5
作者 赵慧 周爽 刘访 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第7期237-240,共4页
为了加快人体下肢损伤的康复速度,防止下肢瘫痪者肌肉萎缩,设计了一个高效实用的下肢康复外骨骼机器人。通过研究人体运动机理以及收集人体各关节运动数据,以舒适、高效及适宜不同体型人群为目标建立外骨骼的3D模型,并推导出下肢外骨骼... 为了加快人体下肢损伤的康复速度,防止下肢瘫痪者肌肉萎缩,设计了一个高效实用的下肢康复外骨骼机器人。通过研究人体运动机理以及收集人体各关节运动数据,以舒适、高效及适宜不同体型人群为目标建立外骨骼的3D模型,并推导出下肢外骨骼的D-H数学模型公式,建立髋关节,膝关节,踝关节的位姿坐标方程。以ADAMS软件为基础进一步对外骨骼机器人进行关节受力和步态合理性仿真,为实物的搭建提供可行性依据。最后搭建样机实验平台验证外骨骼设计的合理性。 展开更多
关键词 下肢康复外骨骼 D-H数学模型 步态 ADAMS 仿真 实验
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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
6
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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下肢康复外骨骼机器人的膝关节人机舒适度优化研究
7
作者 孙许方 刘灿奎 +3 位作者 胡茜雯 付晓莉 郭梦豪 马宁宁 《包装工程》 2025年第22期24-35,共12页
目的通过设计提升脑卒中患者下肢康复训练的舒适度,增强康复效果和患者的训练体验。方法采用数显尺对患者的膝关节角度和舒适度进行精确测量,结合Jack仿真软件,对患者坐姿状态下的下肢关节受力和整体舒适度进行详细分析。通过实验数据,... 目的通过设计提升脑卒中患者下肢康复训练的舒适度,增强康复效果和患者的训练体验。方法采用数显尺对患者的膝关节角度和舒适度进行精确测量,结合Jack仿真软件,对患者坐姿状态下的下肢关节受力和整体舒适度进行详细分析。通过实验数据,确定最佳的膝关节运动角度区间及外骨骼机器人的尺寸设计,以实现个体化适配。结果当膝关节运动角度区间在0°~30°时,患者L4/L5脊柱压缩力低于标准值(3400N),躯干弯曲和剪切力低于400N,且训练姿势等级评分为1级,表明在此角度范围内,患者进行坐姿下肢康复训练时感到最为舒适。结论实验测量与Jack仿真软件的分析结果高度一致,证实了结合人机工程学原理和虚拟仿真技术在确定外骨骼机器人膝关节最佳运动角度方面的有效性。本研究不仅为下肢康复外骨骼机器人的设计提供了科学依据,还为康复训练产品的舒适度设计提供了有效的数据支撑,有助于未来开发更加人性化、高效的康复设备。 展开更多
关键词 人机工程学 下肢康复 外骨骼机器人 JACK仿真 舒适度
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下肢外骨骼康复机器人仿真和试验分析
8
作者 曲海军 李天亮 +7 位作者 刘建慧 秦小俊 杨永强 李强 王金武 倪国骅 赵东亮 王建平 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期115-124,共10页
目的为了帮助下肢运动障碍者进行有序康复训练,设计一种下肢外骨骼康复机器人,动力源驱动下肢交叉摆动模拟人类正常步态行走,实现双下肢协调运动,帮助下肢运动障碍者完成康复训练。方法建立外骨骼机器人三维模型、下肢外骨骼机器人D-H模... 目的为了帮助下肢运动障碍者进行有序康复训练,设计一种下肢外骨骼康复机器人,动力源驱动下肢交叉摆动模拟人类正常步态行走,实现双下肢协调运动,帮助下肢运动障碍者完成康复训练。方法建立外骨骼机器人三维模型、下肢外骨骼机器人D-H模型,对下肢外骨骼康复机器人进行正、逆运动学分析,并将模型导入ADAMS,创建运动副与驱动函数进行运动学仿真,在此基础上制作样机并进行动力学测试试验分析。结果正、逆运动学验证了外骨骼康复机器人空间运动的合理性,ADAMS运动仿真结果与理论计算具有良好一致性,从而保证设计的下肢外骨骼结构与穿戴者下肢同步协调。仿真分析发现理论计算和仿真的误差主要来源于驱动函数误差,动作误差最大为2.15 cm。试验验证髋关节、膝关节运动与参考输入运动具有一致性。但是运动存在误差,髋关节平均误差为5.57°,膝关节平均误差为5.45°,实验发现电机扭矩不足是引起运动误差的首要因素,其次是零件加工误差和装配误差。结论通过理论计算、仿真与试验分析验证了方案的可行性,发现驱动误差、零件加工精度和装配精度可带来误差。研究结果可为进一步完善机器人性能和研究康复机器人动力学影响因素提供基础和参数依据。 展开更多
关键词 康复 外骨骼机器人 ADAMS仿真 运动学 动力学试验
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基于广义Udwadia-Kalaba方法的下肢康复机器人鲁棒约束跟随控制
9
作者 孙浩 汪新 +1 位作者 胡澳华 马超 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第4期451-464,共14页
针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效... 针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效果.在机器人工作的过程中,传统的控制方法难以保证机器人的运动范围在边界条件内,可能导致患者在使用时受到二次伤害.为解决边界问题带来的影响,提出了一种控制方法,该方法利用微分同胚变换,将等式约束和不等式约束系统地纳入到U-K方程中,从数学上建立了广义U-K方程.在此基础上,提出了一种鲁棒约束跟踪策略,以确保系统在存在不确定性和各种约束的情况下,仍具有满意的性能.此外,利用Lyapunov函数对该鲁棒控制方法的稳定性进行了理论证明,并且通过仿真实验,验证了该鲁棒控制方法能够在非理想条件下实现给定轨迹的高精度跟踪控制. 展开更多
关键词 广义Udwadia-Kalaba方程 不等式约束 鲁棒控制 下肢康复机器人
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髋关节外骨骼导纳参数对偏瘫步态康复的影响 被引量:1
10
作者 杨巍 方炯杰 +3 位作者 颜泽皓 桂梁鸿 杨灿军 胡东明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期640-650,共11页
步态不对称是大多数偏瘫患者的一个重要临床特征,研究表明偏瘫患者穿戴单侧外骨骼可以有效改善步态对称性.导纳控制是一种经典的柔顺控制方法,而现有研究中关于将导纳控制应用于下肢康复外骨骼,未证明选择合适的导纳刚度对偏瘫患者个体... 步态不对称是大多数偏瘫患者的一个重要临床特征,研究表明偏瘫患者穿戴单侧外骨骼可以有效改善步态对称性.导纳控制是一种经典的柔顺控制方法,而现有研究中关于将导纳控制应用于下肢康复外骨骼,未证明选择合适的导纳刚度对偏瘫患者个体的步态对称性恢复是有帮助的.为满足偏瘫患者步态恢复和人机交互柔顺性的需求,本研究设计开发了单侧髋关节外骨骼及导纳控制系统,并通过动力学建模和控制系统仿真得到导纳参数对外骨骼柔顺程度的影响规律.通过对比真实患者和模拟偏瘫患者的步态特征,本研究验证了在小腿绑缚体重10%重物的人工阻碍的有效性.本研究以8名健康人为实验对象,在实时运动分析与训练交互实验室平台上进行了正常行走实验、穿戴人工阻碍的模拟偏瘫患者行走实验、穿戴人工阻碍和外骨骼助力的10组不同导纳刚度步态恢复实验以及一致性验证实验.实验结果表明:单侧外骨骼导纳控制对步态对称性的改善有显著性效果(p<0.01),并且髋关节外骨骼导纳控制的刚度参数选择因个体差异而异,证明需要针对个体差异特性进行定制化刚度系数设计.本研究初步证明了通过调整刚度参数可以为存在个体差异的下肢步行功能障碍者提供步态辅助以改善其步态对称性,为后续进行在线导纳参数优化和实现个性化步态辅助研究奠定了基础. 展开更多
关键词 脑卒中 偏瘫 步态康复 下肢外骨骼 导纳控制
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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
11
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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下肢外骨骼康复机器人动力学分析与仿真 被引量:25
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作者 陈炜 王立柱 +1 位作者 张林琰 马利 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第4期71-77,共7页
下肢外骨骼康复机器人动力学模型的准确建立,是实现机器人精确控制的前提条件。文中将下肢外骨骼机器人简化为7杆模型,并将下肢运动周期划分为单腿支撑和双腿支撑两个阶段,采用拉格朗日方法建立外骨骼康复机器人系统的整体动力学模型。... 下肢外骨骼康复机器人动力学模型的准确建立,是实现机器人精确控制的前提条件。文中将下肢外骨骼机器人简化为7杆模型,并将下肢运动周期划分为单腿支撑和双腿支撑两个阶段,采用拉格朗日方法建立外骨骼康复机器人系统的整体动力学模型。通过人体下肢运动的实时动作捕捉及其运动轨迹的数据分析,得到人体正常行走时的关节运动规律,推导出各个关节所需的驱动力矩。利用SolidWorks建立机器人三维简化模型并导入ADAMS软件进行动力学仿真,验证了理论推导的准确性,为机器人电机的选型和控制系统的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 下肢外骨骼康复机器人 动力学 ADAMS仿真
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下肢外骨骼机器人临床康复应用进展 被引量:11
13
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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下肢外骨骼康复机器人的动力学建模及神经网络辨识仿真 被引量:8
14
作者 陈贵亮 李长鹏 +1 位作者 赵月 刘更谦 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第11期197-200,共4页
针对下肢外骨骼康复机器人的灵敏度放大控制需要精确逆动力学模型的问题,通过Solidworks软件建立精确的三维实体模型,联合Matlab/SimMechanics建立下肢外骨骼康复机器人的动力学模型,以角度、角速度和角加速度作为输入信号,输出信号为... 针对下肢外骨骼康复机器人的灵敏度放大控制需要精确逆动力学模型的问题,通过Solidworks软件建立精确的三维实体模型,联合Matlab/SimMechanics建立下肢外骨骼康复机器人的动力学模型,以角度、角速度和角加速度作为输入信号,输出信号为髋、膝关节力矩,进行逆动力学仿真分析。将仿真后的输入输出数据利用BP神经网络进行训练并获得外骨骼逆动力学动态数学模型。仿真结果表明,该方法可以获得下肢外骨骼康复机器人精确的模型,并为进一步的实现外骨骼的灵敏度放大控制提供保证。 展开更多
关键词 下肢外骨骼康复机器人 BP神经网络 MATLAB SIMMECHANICS SOLIDWORKS 逆动力学
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下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态参数的影响 被引量:13
15
作者 龙建军 王玉龙 +4 位作者 王同 叶晶 陈功 刘铨权 王春宝 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1107-1110,1117,共5页
目的:探索下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数的影响。方法:选取偏瘫患者30例,机器人组:15例患者除日常训练外还需每日穿戴外骨骼机器人训练1h,对照组:15例患者进行日常康复训练。从两种角度对患者步态及康复效果进行分析:一... 目的:探索下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数的影响。方法:选取偏瘫患者30例,机器人组:15例患者除日常训练外还需每日穿戴外骨骼机器人训练1h,对照组:15例患者进行日常康复训练。从两种角度对患者步态及康复效果进行分析:一是利用SPSS软件对机器人组患者的助力等级数据进行分析,通过配对样本t检验的方法比较患者首末次的康复状态。二是采用IDEEA?运动捕捉系统对包括步速、步频、步行周期等步态时空参数进行采集,分析患者首末次评估的数据差异。结果:与不穿下肢外骨骼机器人行走相比,机器人组患侧助力等级明显降低,步速明显变快,支撑相时间明显减短,具有显著性差异(P<0.05)。结论:下肢外骨骼康复机器人能够有效改善偏瘫患者步态。 展开更多
关键词 偏瘫 步态时空参数 下肢外骨骼康复机器人 不对称性评估
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考虑具身认知的外骨骼康复训练步态匹配方法
16
作者 高一聪 王悦瑾 +2 位作者 陈意磊 郑浩 谭建荣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1557-1564,1582,共9页
针对康复训练步态的个性化适配问题,提出考虑具身认知的下肢外骨骼康复训练步态匹配方法.将身体体验和感官感受作为反馈引入下肢外骨骼步态评价中,构建考虑具身认知的康复训练步态适配评价指标.利用基于Z-number的模糊语言术语进行康复... 针对康复训练步态的个性化适配问题,提出考虑具身认知的下肢外骨骼康复训练步态匹配方法.将身体体验和感官感受作为反馈引入下肢外骨骼步态评价中,构建考虑具身认知的康复训练步态适配评价指标.利用基于Z-number的模糊语言术语进行康复训练步态的模糊语言评价,通过模糊不确定性下的证据推理方法融合康复训练步态评价置信度,克服了传统方法无法处理非相互独立的康复训练步态评价自然语言术语的局限性,在康复训练过程中快速迭代匹配合适的康复训练步态.通过实验,验证本文所提方法的正确性. 展开更多
关键词 下肢外骨骼 具身认知 康复训练步态 Z-number
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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的优化控制模型研究 被引量:6
18
作者 张玉叶 张小栋 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第6期1201-1205,共5页
传统的机器人控制模型采用模糊PID超外差控制方案,无法有效实现下肢外骨骼康复机器人的6自由度控制,性能不好。提出基于李雅普洛夫法和反演技术自适应非线性跟踪的下肢外骨骼康复机器人的优化控制模型。设计康复机器人动力学模型,在常... 传统的机器人控制模型采用模糊PID超外差控制方案,无法有效实现下肢外骨骼康复机器人的6自由度控制,性能不好。提出基于李雅普洛夫法和反演技术自适应非线性跟踪的下肢外骨骼康复机器人的优化控制模型。设计康复机器人动力学模型,在常规静止无功率补偿控制模型基础上加一个跟踪误差的积分项,优化康复机器人轮动控制等效控制律,选择李雅普洛夫函数获得期望的稳定特性,将6自由度下肢逆运动学问题分成2个更小维度的子逆运动学问题,消除参数估计对系统稳定性的影响。求得系统反向的控制输入,实现基于李雅普洛夫法的控制误差补偿设计。仿真结果表明,该控制算法具有较好的控制性能,控制系统能在2 s内迅速跟踪到输入信号,且不会出现误差。 展开更多
关键词 机器人 下肢外骨骼康复 自适应反演控制
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下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合分析与仿真 被引量:5
19
作者 李金良 张斌 +2 位作者 舒翰儒 薛明远 刘阿健 《机床与液压》 北大核心 2022年第7期118-122,共5页
下肢外骨骼康复机器人的组成连杆在辅助人类运动的时候会因为自身柔性发生弹性变形,会影响到整个行走轨迹的位置精度和控制的实时性与准确性。针对所设计的下肢外骨骼康复机器人,首先通过步态仿真验证模型的正确性,然后建立其刚柔耦合... 下肢外骨骼康复机器人的组成连杆在辅助人类运动的时候会因为自身柔性发生弹性变形,会影响到整个行走轨迹的位置精度和控制的实时性与准确性。针对所设计的下肢外骨骼康复机器人,首先通过步态仿真验证模型的正确性,然后建立其刚柔耦合动力学模型。在刚柔耦合动力学模型的基础上,通过ADAMS和ANSYS完成摆动期阶段内的刚柔耦合动力学联合仿真,得到其动态变形误差数据。结果表明:在Y方向、Z方向位移误差和整体位移误差分别在-38~3.6 mm、-7.5~3 mm、-6~14.5 mm内波动,与其他两方面相比,Y方向上的位移误差最大,在误差允许的范围内。验证了下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合模型的正确性与合理性,为后续的结构优化和控制系统的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 下肢外骨骼康复机器人 摆动期 刚柔耦合 联合仿真
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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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