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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
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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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下肢康复机器人联合头针治疗对老年缺血性卒中患者步行效率和协调功能影响调查 被引量:1
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作者 张梦若 徐守臣 +2 位作者 隋翠翠 李玉奎 王雪莉 《中国卒中杂志》 北大核心 2024年第8期902-908,共7页
目的分析下肢康复机器人联合头针治疗对老年缺血性卒中患者步行效率和协调功能的影响。方法本研究为前瞻性研究,连续纳入2022年12月—2023年6月在商丘市中医院治疗的老年缺血性卒中患者为研究对象,按照随机数表将其分为对照组和观察组... 目的分析下肢康复机器人联合头针治疗对老年缺血性卒中患者步行效率和协调功能的影响。方法本研究为前瞻性研究,连续纳入2022年12月—2023年6月在商丘市中医院治疗的老年缺血性卒中患者为研究对象,按照随机数表将其分为对照组和观察组。对照组患者在常规治疗的基础上增加平地行走式下肢康复机器人康复训练(30 min/次,每周3次);观察组患者在常规治疗的基础上增加平地行走式下肢康复机器人康复训练联合头针治疗(留针30 min,1次/d,每周5 d),两组均治疗4周。在治疗前及治疗4周后采用日常生活活动量表(activity of daily living scale,ADL)评估患者日常生活能力;采用Fugl-Meyer评估(Fugl-Meyer assessment,FMA)量表评估下肢运动功能;采用Berg平衡量表评估平衡功能;采用功能性步行(functional ambulation category,FAC)量表、6 min步行距离和起立行走计时(timed up and go,TUG)评估步行功能;采用徒手肌力检测(manual muscle testing,MMT)评估患者股四头肌、腘绳肌肌力;采用Prokin系统记录平均轨迹误差(absolute trajectory error,ATE)及完成时间,评估患者的本体感觉功能。另外,采用表面肌电分析系统分析患者股直肌、腘绳肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧头的肌电均方根(root mean square,RMS)值。结果治疗后两组患者的ADL评分均高于本组治疗前,且治疗后观察组的ADL评分高于对照组[(85.21±7.55)分vs.(73.51±6.90)分,P<0.001]。治疗后两组的FMA量表评分和Berg平衡量表评分均高于本组治疗前,且治疗后观察组的FMA量表评分[(28.74±3.14)分vs.(22.31±2.77)分,P<0.001]和Berg平衡量表评分[(41.82±3.21)分vs.(30.49±2.78)分,P<0.001]均高于对照组。治疗后两组患者的FAC量表评分、6 min步行距离均优于治疗前,TUG短于治疗前;治疗后观察组的上述指标均优于对照组[FAC量表评分:(3.89±0.41)分vs.(2.87±0.34)分,P<0.001;6 mi n步行距离:(314.38±18.93)m vs.(269.05±20.31)m,P<0.001;TUG:(24.93±4.24)s vs.(29.84±4.85)s,P<0.001]。治疗后两组患者股四头肌、腘绳肌的MMT分级均高于治疗前,且治疗后观察组的上述指标均高于对照组(均P<0.05)。治疗后两组患者的ATE及完成时间均低于治疗前,且治疗后观察组的上述指标均低于对照组[ATE:(47.57±5.12)%vs.(55.43±5.49)%,P<0.001;完成时间:(80.43±6.78)s vs.(91.27±8.01)s,P<0.001]。治疗后两组患者股直肌、腘绳肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧头的RMS值均高于治疗前,且治疗后观察组高于对照组,差异有统计学意义。结论采用下肢康复机器人联合头针治疗可显著改善老年缺血性卒中患者的步行效率和协调功能,提高患者的日常生活能力、本体感觉功能及肌电水平。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 头针 老年 缺血性卒中 步行效率 协调功能
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基于改进SSA优化PID的下肢康复机器人控制 被引量:6
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作者 张稚荷 周凯红 朱梦岩 《现代电子技术》 北大核心 2024年第13期153-159,共7页
针对下肢康复机器人训练过程中步态跟踪误差大的问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)优化PID的控制策略。首先,利用拉格朗日方程对下肢机器人进行动力学分析,得到动力学模型;然后,通过引入Kent映射混沌初始化种群、Tent混沌扰动和柯西... 针对下肢康复机器人训练过程中步态跟踪误差大的问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)优化PID的控制策略。首先,利用拉格朗日方程对下肢机器人进行动力学分析,得到动力学模型;然后,通过引入Kent映射混沌初始化种群、Tent混沌扰动和柯西变异扰动,以及改变探索者-跟随者比例系数和探索者位置更新公式等方面对麻雀搜索算法进行改进,通过8种测试函数证实了算法改进的有效性;最后,在Matlab/Simulink中建立下肢机器人PID控制器和ISSA-PID控制器系统的仿真模型,以正常人体步态数据进行拟合得到的函数曲线作为系统实际输入进行跟踪实验。结果表明:相比于传统PID控制,ISSA-PID控制髋关节和膝关节的误差分别降低了63.3%和72.5%,实现了精准的步态跟踪,验证了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 麻雀搜索算法 优化算法 测试函数 步态数据 PID控制 MATLAB/SIMULINK
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下肢康复机器人及其交互控制方法 被引量:109
4
作者 胡进 侯增广 +2 位作者 陈翼雄 张峰 王卫群 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2377-2390,共14页
瘫痪病人的数量与日俱增,其康复训练通常是一个长期的过程.相对于传统的理疗,使用机器人辅助康复训练能够提高效率,降低成本,减少理疗师的人员和体力消耗,因此节省了康复医疗资源,并且可以完成更加多样的主被动训练策略,从而提高了康复... 瘫痪病人的数量与日俱增,其康复训练通常是一个长期的过程.相对于传统的理疗,使用机器人辅助康复训练能够提高效率,降低成本,减少理疗师的人员和体力消耗,因此节省了康复医疗资源,并且可以完成更加多样的主被动训练策略,从而提高了康复效果.根据患者进行康复运动时的身体姿态,下肢康复机器人可分以下4类:坐卧式机器人、直立式机器人、辅助起立式机器人和多体位式机器人,坐卧式又细分为末端式和外骨骼式,直立式进一步划分为悬吊减重(Suspending body weight support,s BWS)式步态训练机器人和独立可穿戴式机器人.由于下肢康复机器人是与运动功能受损的患肢相互作用,为了给患者创造一个安全、舒适、自然的训练环境,机器人和患者之间的交互控制不可或缺.根据获取运动意图时所使用的传感器信号,交互控制可以基本分为两类:1)基于力信号的交互控制;2)基于生物医学信号的交互控制.在基于力信号的交互控制中,力位混合控制和阻抗控制是最为常用的两种方法;而在基于生物医学信号的交互控制中,表面肌电(Surface electromyogram,s EMG)和脑电(Electroencephalogram,EEG)最常被用于运动意图的推断. 展开更多
关键词 下肢康复机器人 研究现状 交互控制 生物医学信号 发展趋势
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下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢功能的影响 被引量:90
5
作者 高春华 黄晓琳 +2 位作者 黄杰 王盛强 肖峰 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期351-353,366,共4页
目的:观察下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢运动功能、肌力、平衡功能及步行能力的影响。方法:选取在我科住院的早期脑卒中偏瘫患者60例,随机分为观察组和对照组各30例。两组患者均采用良肢位摆放、关节活动度训练、肌力训... 目的:观察下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢运动功能、肌力、平衡功能及步行能力的影响。方法:选取在我科住院的早期脑卒中偏瘫患者60例,随机分为观察组和对照组各30例。两组患者均采用良肢位摆放、关节活动度训练、肌力训练、桥式运动、翻身运动、卧-坐转移训练、坐位平衡功能训练、神经肌肉促进技术、下肢负重训练、步行能力训练及日常生活活动能力训练等常规康复治疗,观察组在此基础上加用下肢康复训练机器人进行减重系统、智能反馈系统及虚拟训练模式等功能训练。两组患者均在治疗前、治疗8周后采用Fugl-Meyer下肢运动功能评分(FMA)、徒手肌力测试法(MMT)分级标准之Kendall评分、Berg平衡功能量表(BBS)及Holden步行功能分级法进行评估。结果:治疗8周后,两组患者FMA下肢运动功能评分均较治疗前明显提高(P<0.01,P<0.05),观察组较对照组提高更明显(P<0.05);两组股四头肌MMT分级Kendall百分比法评分均明显高于治疗前(P<0.01,P<0.05),观察组更高于对照组(P<0.05);治疗8周后,两组腘绳肌MMT分级Kendall百分比法评分均明显高于治疗前(P<0.01,P<0.05),观察组更高于对照组(P<0.05)。两组BBS平衡功能评分均明显高于治疗前(P<0.01,P<0.05),观察组更高于对照组(P<0.05);两组患者Holden FAC步行能力分级均较治疗前明显提高(P<0.01,P<0.05),观察组较对照组提高更明显。结论:脑卒中偏瘫患者早期下肢康复机器人结合运动疗法能明显提高患者的下肢运动功能、肌力。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 脑卒中 偏瘫 下肢功能 功能评定
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下肢康复机器人训练改善缺血性脑卒中偏瘫患者下肢功能的临床效果研究 被引量:28
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作者 赵雅宁 郝正玮 +2 位作者 李建民 马素慧 陈长香 《中国全科医学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期691-694,共4页
目的探讨下肢康复机器人训练改善缺血性脑卒中偏瘫患者下肢功能的临床效果。方法选取2010年12月—2011年12月在河北联合大学附属医院神经内科住院的40例缺血性脑卒中(稳定期)偏瘫患者,随机分为对照组(20例)和Lokomat组(20例)。对照组给... 目的探讨下肢康复机器人训练改善缺血性脑卒中偏瘫患者下肢功能的临床效果。方法选取2010年12月—2011年12月在河北联合大学附属医院神经内科住院的40例缺血性脑卒中(稳定期)偏瘫患者,随机分为对照组(20例)和Lokomat组(20例)。对照组给予康复指导,自行训练。Lokomat组给予下肢康复机器人运动训练,每周进行3次,30 min/次,5周为1个疗程,共进行2个疗程。于训练前及训练10周后分别通过Fugl-Meyer下肢运动功能量表、L-ROM、L-FORCE和L-STIFF对患者的下肢运动功能、髋关节和膝关节活动度和肌力及肌张力评测进行疗效评价。结果 Lokomat组与对照组训练前Fugl-Meyer下肢运动功能量表评分、髋关节和膝关节活动度、肌力及肌张力评测比较,差异均无统计学意义(P>0.05);训练10周后Fugl-Meyer下肢运动功能量表评分、髋关节和膝关节活动度、肌力及肌张力评测比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论应用Lokomat机器人康复训练可改善缺血性脑卒中偏瘫患者的关节活动度,增强肌力并降低肌张力,进一步提高下肢运动功能,值得在临床上推广使用。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 卒中 偏瘫 步态失调
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下肢康复机器人对脑卒中偏瘫患者下肢运动功能与步行能力的效果 被引量:52
7
作者 刘畅 郄淑燕 +1 位作者 王寒明 谭建 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2017年第6期696-700,共5页
目的观察下肢康复机器人辅助步行训练对脑卒中偏瘫患者运动功能及步行能力的影响。方法 2015年1月至2016年10月,60例脑卒中偏瘫患者随机分为对照组(n=30)和实验组(n=30)。两组均接受常规训练,在此基础上,对照组予人工辅助步行训练,实验... 目的观察下肢康复机器人辅助步行训练对脑卒中偏瘫患者运动功能及步行能力的影响。方法 2015年1月至2016年10月,60例脑卒中偏瘫患者随机分为对照组(n=30)和实验组(n=30)。两组均接受常规训练,在此基础上,对照组予人工辅助步行训练,实验组予下肢机器人辅助步行训练。训练时间均为每次30 min,每周5次,连续训练8周。训练前后分别采用Fugl-Meyer评定量表下肢部分(FMA-LE)评测下肢运动功能,机器人评估系统评定屈髋肌群肌力(FHF)和伸膝肌群肌力(FKE),6分钟步行距离和10米步行时间评定步行能力。结果训练前,两组间一般资料及各指标无显著性差异(P>0.05)。训练后,实验组各指标均提高(t>2.274,P<0.05);除FKE外,实验组各指标均优于对照组(t>2.095,P<0.05)。结论下肢康复机器人辅助步行训练能够有效提高脑卒中偏瘫患者的运动功能与步行能力。 展开更多
关键词 脑卒中 偏瘫 下肢康复机器人 运动功能 步行
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运动想象疗法结合下肢康复机器人训练对脑卒中亚急性期偏瘫患者下肢运动功能的影响 被引量:28
8
作者 王盛强 黄杰 +2 位作者 高春华 肖锋 韩肖华 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1230-1233,共4页
目的:探讨运动想象疗法结合下肢康复机器人训练对脑卒中亚急性期偏瘫患者下肢运动功能的影响。方法:选取亚急性期脑卒中偏瘫患者50例,随机分为对照组和观察组各25例。两组患者均采用常规康复治疗(45min/次,每周6次)和下肢康复机器人的... 目的:探讨运动想象疗法结合下肢康复机器人训练对脑卒中亚急性期偏瘫患者下肢运动功能的影响。方法:选取亚急性期脑卒中偏瘫患者50例,随机分为对照组和观察组各25例。两组患者均采用常规康复治疗(45min/次,每周6次)和下肢康复机器人的功能训练(20min/次,每周6次),一共6周。观察组在常规康复治疗的基础上,在训练结束后进行运动想象疗法(15min/次,每周6次)。两组患者均在治疗前、治疗6周后采用下肢FuglMeye(rFMA)运动功能量表、Berg平衡量表(BBS)、功能性步行量表(FAC)进行评估。结果:治疗前对照组和观察组在Fugl-Meyer(FMA)运动功能量表、Berg平衡量表(BBS)、功能性步行量表(FAC)的评分无显著差异(P>0.05)。治疗6周后,两组患者FMA,BBS,FAC的评分较治疗前均有明显改善(P<0.05),且观察组较对照组提高更明显(P<0.05)。结论:运动想象疗法结合下肢康复机器人对亚急性期脑卒中患者下肢的运动功能、平衡功能及步行能力有所提高。 展开更多
关键词 运动想象疗法 下肢康复机器人 脑卒中 下肢运动功能
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下肢康复机器人的自适应人机交互控制策略 被引量:21
9
作者 杜义浩 邱石 +3 位作者 谢平 郭子晖 吴晓光 李小俚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期743-750,共8页
针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,... 针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,IF)信息,建立基于sEMG-IF的人机交互信息融合模型,实现下肢康复机器人运动轨迹的在线规划;考虑主动康复运动过程中的人机交互作用,建立具有时变动态特性的人机系统动力学模型,设计间接模糊自适应控制器对期望轨迹进行跟踪控制,实现下肢康复机器人自适应人机交互控制.通过对5名被试者进行下肢康复机器人运动控制实验研究,验证所提方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 下肢康复机器人 运动意图 人机交互 自适应控制
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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
10
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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下肢康复机器人对改善脑卒中偏瘫患者下肢肌力及运动功能障碍的临床研究 被引量:58
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作者 郑彭 黄国志 彭生辉 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期955-959,共5页
目的:观察下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢肌力及运动功能的影响。方法:将50例发病6个月内的脑卒中患者随机分为试验组和对照组,每组25例。在常规康复训练的基础上,对照组给予MOTOmed智能运动系统训练,每次30min,每周5次,... 目的:观察下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢肌力及运动功能的影响。方法:将50例发病6个月内的脑卒中患者随机分为试验组和对照组,每组25例。在常规康复训练的基础上,对照组给予MOTOmed智能运动系统训练,每次30min,每周5次,共治疗8周;试验组给予下肢康复机器人训练,每次30min,每周5次,共治疗8周。治疗前及治疗8周后采用徒手肌力量表(MMT)评估下肢肌力,采用简式Fugl-Meyer运动量表(FMA)评估下肢运动功能,采用下肢康复机器人数据反馈系统评估下肢肌力。结果:治疗前两组患者的一般资料、MMT评估、Fugl-Meyer评估、机器人客观数据评估差异均无显著性意义(P>0.05),治疗后两组MMT评估、Fugl-Meyer评估、机器人客观数据评估差异均有显著性意义(P<0.05),且试验组均优于对照组(P<0.01)。结论:下肢康复机器人结合常规康复治疗能有效地改善早期脑卒中偏瘫患者下肢肌力及运动功能障碍。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 脑卒中 肌力 运动功能
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下肢康复机器人联合虚拟现实技术对脑卒中患者下肢功能的影响 被引量:48
12
作者 路芳 朱琳 宋为群 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1301-1306,共6页
目的:探讨下肢康复机器人联合虚拟现实技术对脑卒中患者下肢功能的影响。方法:收集发病1—6个月的初发脑卒中偏瘫患者60例。根据患者是否接受下肢康复机器人治疗分为常规治疗组(CT组)、康复机器人组(RR组)和虚拟现实机器人组(VRR组)各2... 目的:探讨下肢康复机器人联合虚拟现实技术对脑卒中患者下肢功能的影响。方法:收集发病1—6个月的初发脑卒中偏瘫患者60例。根据患者是否接受下肢康复机器人治疗分为常规治疗组(CT组)、康复机器人组(RR组)和虚拟现实机器人组(VRR组)各20例。CT组接受常规康复治疗(2次/d,30min/次,5d/周,共4周);RR组、VRR组除常规康复治疗外(1次/d,30min/次,5d/周,共4周),同一天分别给予Lokomat下肢康复机器人治疗、Lokomat下肢康复机器人联合虚拟现实技术治疗(均为1次/d,30min/次,5次/周,共4周)。3组患者均在治疗前、治疗4周后采用Berg平衡量表(BBS)、Fugl-Meyer下肢运动功能量表(FMA-LE)、卒中患者运动功能评估量表(MAS)、功能性步行量表(FAC)进行评定。结果:治疗前,3组患者BBS、FMA-LE、MAS、FAC评分无显著性差异(P>0.05)。治疗4周后,3组患者的BBS、FMALE、MAS和FAC的评分均较治疗前明显提高(P<0.01),RR组、VRR组均较CT组评分有明显提高(P<0.05),且VRR组较RR组的FMA-LE、MAS和FAC的评分也有明显提高(P<0.05),但BBS评分比较无显著性差异(P>0.05)。结论:下肢康复机器人联合虚拟现实技术能有效改善脑卒中患者的平衡能力、下肢运动功能、卒中后运动功能和步行能力。 展开更多
关键词 脑卒中 虚拟现实技术 下肢康复机器人 康复
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模型不确定的下肢康复机器人轨迹跟踪自适应控制 被引量:22
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作者 尹贵 张小栋 +1 位作者 陈江城 马伟光 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第11期1750-1757,共8页
为了实现康复训练过程中高精度的轨迹跟踪控制,针对下肢康复机器人的模型参数和外界干扰等不确定性因素对其轨迹跟踪造成严重影响,提出一种模型不确定的下肢康复机器人轨迹跟踪自适应控制方法。根据所提方案,设计了相应的轨迹跟踪自适... 为了实现康复训练过程中高精度的轨迹跟踪控制,针对下肢康复机器人的模型参数和外界干扰等不确定性因素对其轨迹跟踪造成严重影响,提出一种模型不确定的下肢康复机器人轨迹跟踪自适应控制方法。根据所提方案,设计了相应的轨迹跟踪自适应控制器;并进行了轨迹跟踪控制仿真实验对比分析,结果表明,计算力矩控制方法在系统模型不确定时,膝关节的最大角度跟踪误差高达11.3°,髋关节最大稳态误差4.6°;而轨迹跟踪自适应控制方法在模型不确定的情况下,髋关节和膝关节的角度跟踪稳态误差均收敛于零;轨迹跟踪自适应控制方法可以显著提高下肢康复机器人轨迹跟踪的精度。 展开更多
关键词 步态轨迹跟踪控制 自适应控制 下肢康复机器人 计算力矩控制 模型不确定
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下肢康复机器人训练对痉挛型脑瘫患儿粗大运动功能及平衡功能的影响 被引量:17
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作者 熊华春 陈精慧 +6 位作者 王军 朱登纳 肖宁 周洋萍 周志恒 唐国皓 杨永辉 《郑州大学学报(医学版)》 CAS 北大核心 2021年第3期370-375,共6页
目的:探讨下肢康复机器人训练对痉挛型脑瘫患儿粗大运动功能及平衡功能的影响。方法:将100例痉挛型脑瘫患儿按年龄及粗大运动功能分级系统(GMFCS)分层随机分为观察组和对照组。两组患儿均给予常规康复治疗,观察组患儿在此基础上给予下... 目的:探讨下肢康复机器人训练对痉挛型脑瘫患儿粗大运动功能及平衡功能的影响。方法:将100例痉挛型脑瘫患儿按年龄及粗大运动功能分级系统(GMFCS)分层随机分为观察组和对照组。两组患儿均给予常规康复治疗,观察组患儿在此基础上给予下肢康复机器人训练。于治疗前、治疗8周及12周后分别采用粗大运动功能评定量表-88(GMFM-88)、Berg平衡量表(BBS)对两组患儿粗大运动功能及平衡功能进行评估。结果:治疗8周、12周后,观察组患儿GMFM-D、GMFM-E能区百分比、BBS评分均高于对照组(P<0.05)。结论:下肢康复机器人训练联合常规康复治疗能够有效改善痉挛型脑瘫患儿粗大运动功能及平衡功能。 展开更多
关键词 脑性瘫痪 下肢康复机器人 粗大运动功能 平衡功能 儿童
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下肢康复机器人肌电感知与人机交互控制方法 被引量:22
15
作者 张小栋 陈江城 尹贵 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期649-657,共9页
下肢康复机器人以其诸多的优势而逐步取代传统的康复治疗手段。在论述下肢康复机器人及其人机交互控制方法研究现状的基础上,针对下肢康复机器人对患者运动意图与运动能力感知的双重需求,提出了一种基于表面肌电信号的受试者运动状态的... 下肢康复机器人以其诸多的优势而逐步取代传统的康复治疗手段。在论述下肢康复机器人及其人机交互控制方法研究现状的基础上,针对下肢康复机器人对患者运动意图与运动能力感知的双重需求,提出了一种基于表面肌电信号的受试者运动状态的精密感知方法,包括表面肌电快速识别人体步态事件、表面肌电连续解码人体下肢关节运动角度,以及表面肌电定量预测人体下肢主动关节力矩。为了实现患者自主引导和下肢康复机器人按需辅助训练,深入讨论分析了下肢康复机器人的系统设计和基于表面肌电精细感知的人机交互控制方法。最后,展望了下肢康复机器人的未来研究方向与内容。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 表面肌电信号 运动感知 人机交互 控制
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下肢康复机器人步态轨迹自适应控制 被引量:26
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作者 李峰 吴智政 钱晋武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2027-2036,共10页
设计了一种基于鲁棒PID控制器的下肢康复机器人步态轨迹自适应协作控制方法。首先,利用逆系统解耦理论及下肢康复机器人动力学模型,将机器人系统解耦成2个独立的二阶积分系统。其次,考虑到系统模型的不确定性,在解耦后的系统模型基础上... 设计了一种基于鲁棒PID控制器的下肢康复机器人步态轨迹自适应协作控制方法。首先,利用逆系统解耦理论及下肢康复机器人动力学模型,将机器人系统解耦成2个独立的二阶积分系统。其次,考虑到系统模型的不确定性,在解耦后的系统模型基础上,通过将鲁棒PID控制器的设计问题转化为一个多目标H2/H∞静态输出反馈优化问题,设计优化的鲁棒PID位置控制器,并在此基础上进一步提出了一种依据患者主动力的步态轨迹自适应协调控制方法。最后,在MATLAB-Simulink和Adams联合仿真环境中对所设计的控制器性能进行仿真验证,并在实物样机中对健康训练者进行了步态轨迹自适应的主动训练实验。仿真和实验结果表明,基于设计的鲁棒PID控制器的步态自适应协调控制方法能在模型不确定的情况下保证系统的稳定性,并实现期望的关节轨迹的自适应调整和跟踪,以满足患者主动参与康复训练的目的。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 鲁棒PID控制 多目标H2 H∞优化 步态轨迹自适应
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欠驱动异构式下肢康复机器人动力学分析及参数优化 被引量:8
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作者 李伟达 李娟 +5 位作者 李想 张虹淼 顾洪 史逸鹏 张浩杰 孙立宁 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期222-228,共7页
针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人.欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练.建立机器人系... 针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人.欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练.建立机器人系统的人机耦合模型,进行模型的动力学分析,对人机耦合模型中影响动力学结果的参数进行分析,建立驱动力与肢体推动力之间的关系模型,并以推力系数最大为目标进行参数分析与优化,得到最佳的结构参数.根据优化后的结构参数搭建康复机器人实验系统,对髋、膝关节驱动力与角度进行对比.实验结果表明最大髋关节角度误差为2.9°,最大膝关节角度误差为6.4°,最大误差均约为9%,验证了动力学模型和参数优化结果的正确性. 展开更多
关键词 下肢康复机器人 异构式构型 欠驱动机器人 动力学分析 参数优化
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下肢康复机器人LR2训练对偏瘫患者下肢肌痉挛和ADL能力改善的疗效观察 被引量:21
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作者 卢利萍 桑德春 季淑凤 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期45-49,共5页
目的:探讨分析下肢康复机器人LR2训练后,偏瘫患者肌痉挛和ADL能力的改善情况。方法:将40例脑卒中偏瘫患者按随机数字表法分为实验组和对照组,每组各20例。试验组在常规康复治疗的同时,运用LR2进行下肢康复训练,每天1次,每次30min,共治疗... 目的:探讨分析下肢康复机器人LR2训练后,偏瘫患者肌痉挛和ADL能力的改善情况。方法:将40例脑卒中偏瘫患者按随机数字表法分为实验组和对照组,每组各20例。试验组在常规康复治疗的同时,运用LR2进行下肢康复训练,每天1次,每次30min,共治疗6周;对照组仅予以常规康复治疗,每天1次,每次30min,共治疗6周。在入组时、6周后分别采用改良Ashworth痉挛评定量表、简式Fugl-Meyer运动量表下肢部分和改良Barthel指数评定法对两组患者下肢肌张力、下肢运动功能及生活自理能力进行评定,比较两组的疗效。结果:两组患者下肢肌张力较治疗前均有明显降低(P<0.05),下肢运动功能及日常生活自理能力较治疗前有明显提高(P<0.05),且试验组疗效明显优于对照组(P<0.05)。结论:下肢康复机器人LR2对脑卒中偏瘫患者下肢肌痉挛有显著的改善作用,可提高患者下肢运动功能及生活自理能力,且近期疗效优于常规的康复治疗。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 肌痉挛 运动功能 日常生活活动 偏瘫
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头针联合下肢康复机器人对脑卒中患者足底静态平衡的影响 被引量:22
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作者 张绍华 张天奉 +1 位作者 王玉龙 肖鹏 《南京中医药大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期58-62,共5页
目的探讨在头针联合下肢康复机器人对脑卒中偏瘫患者足底静态平衡能力的影响。方法将102例脑卒中后呈偏瘫步态的患者,随机分为头针组(34例)、下肢机器人组(34例)和联合治疗组(34例)。头针组予针刺头皮运动区域治疗,下肢机器人组予下肢... 目的探讨在头针联合下肢康复机器人对脑卒中偏瘫患者足底静态平衡能力的影响。方法将102例脑卒中后呈偏瘫步态的患者,随机分为头针组(34例)、下肢机器人组(34例)和联合治疗组(34例)。头针组予针刺头皮运动区域治疗,下肢机器人组予下肢康复机器人进行步行训练,联合治疗组采用头针与下肢康复机器人相结合进行治疗。康复治疗前及康复治疗3月后以步态分析仪测定患者站立相双侧足底触地面积、负重比、平衡参数的变化。结果干预结束后,3组患者健侧足底触地面积、负重比等均有显著性下降(P<0.05~0.01),患侧足底触地面积、负重比均有显著性提高(P<0.05~0.01),组间比较,联合治疗组明显优于头针组和下肢机器人组(P<0.05~0.01)。联合治疗组球长度、椭圆面积、球长度/椭圆面积、椭圆倾斜角度、长轴、短轴较治疗前均有显著性降低(P<0.01),明显优于头针组和下肢机器人组(P<0.05~0.01)。结论头针联合下肢康复机器人训练能明显提高脑卒中后偏瘫患者静态平衡能力,较单纯头针治疗和下肢康复机器人训练效果更优。 展开更多
关键词 头针 下肢康复机器人 脑卒中 偏瘫步态 静态平衡
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卧式下肢康复机器人运动学分析及仿真 被引量:18
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作者 张立勋 孙洪颖 钱振美 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2001-2005,共5页
针对人类由于意外事故、疾病和机体老化等因素产生的功能障碍或残疾,研制了一种基于并联机构的新型卧式下肢康复机器人。同时采用连杆机构模拟人体下肢,把人体下肢和机器人作为一个整体,利用机构牵引人体下肢实现对髋、膝、踝关节的康... 针对人类由于意外事故、疾病和机体老化等因素产生的功能障碍或残疾,研制了一种基于并联机构的新型卧式下肢康复机器人。同时采用连杆机构模拟人体下肢,把人体下肢和机器人作为一个整体,利用机构牵引人体下肢实现对髋、膝、踝关节的康复训练。并利用闭环矢量法对卧式下肢康复机器人的运动学正、逆过程进行了分析,推导出其运动学方程。根据运动学分析制定了一种康复训练策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明运动学分析结果的正确性和制定康复训练策略的可行性。 展开更多
关键词 卧式下肢康复机器人 并联机构 运动学 闭环矢量法
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