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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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基于改进PSO算法的下肢外骨骼控制系统设计
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作者 凌六一 刘一铭 张奇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5913-5923,共11页
针对样机建立简化的下肢外骨骼模型,应用D-H参数法进行动力学分析,并通过实验测得关节角度后进行拟合作为控制器输入。为了解决机器人的轨迹跟踪问题,利用传统PID控制拥有较好的跟随效果,但存在响应和寻参速度慢等问题;结合粒子群算法... 针对样机建立简化的下肢外骨骼模型,应用D-H参数法进行动力学分析,并通过实验测得关节角度后进行拟合作为控制器输入。为了解决机器人的轨迹跟踪问题,利用传统PID控制拥有较好的跟随效果,但存在响应和寻参速度慢等问题;结合粒子群算法后虽然寻参速度加快,仍出现收敛精度低以及易陷入局部最优解的问题,因此设计了一种基于混沌映射型改进粒子群算法的PID控制。结果表明,改进后随机性增强,寻参速度加快,跟踪误差更小;并采用Simscape将关节角度进行可视化仿真,结合实验多方面验证控制效果。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 改进粒子群优化 PID控制 轨迹跟踪 SIMULINK仿真
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基于节律性动态运动基元的下肢外骨骼柔顺控制
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作者 何龙 任敬伟 刘涛 《医用生物力学》 北大核心 2025年第4期948-954,共7页
目的 为解决下肢康复外骨骼在人机交互控制中的挑战,通过优化步态模式设计和柔顺控制策略,提升康复训练的安全性、舒适性和精确性。方法 利用节律性动态运动基元生成个性化步态轨迹,并结合导纳控制策略设计轨迹跟踪控制器。该控制器通... 目的 为解决下肢康复外骨骼在人机交互控制中的挑战,通过优化步态模式设计和柔顺控制策略,提升康复训练的安全性、舒适性和精确性。方法 利用节律性动态运动基元生成个性化步态轨迹,并结合导纳控制策略设计轨迹跟踪控制器。该控制器通过实时调节控制参数,引导患者步态接近期望轨迹,同时减少交互力矩,提高步态一致性,并确保康复训练的安全性和有效性。结果 3名受试者在下肢康复外骨骼设备上的行走实验结果表明,轨迹跟踪模式相较于透明模式,髋、膝关节角度轨迹均方误差分别从7.24°和13.25°降至3.01°和4.76°,平均绝对误差分别从6.35°和11.17°降至2.54°和3.50°。关节交互扭矩绝对平均值从3.55、3.42 N·m降至2.80、1.86 N·m。结果验证了轨迹跟踪控制器能够显著提高步态一致性和舒适性。结论 节律性动态运动基元结合柔顺控制策略在下肢康复外骨骼中的应用展现了广阔的潜力,为患者提供更安全、个性化的康复体验。 展开更多
关键词 下肢康复外骨骼 动态运动基元 柔顺控制 人机交互 轨迹跟踪 步态
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踝关节智能牵伸对脊髓损伤患者下肢痉挛效果的随机对照试验 被引量:1
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作者 高明明 恽晓萍 +3 位作者 赵舒羽 辛然 宋桂芸 赵阳 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2024年第10期1187-1192,共6页
目的观察踝关节智能柔性牵伸在下肢痉挛脊髓损伤患者中的应用效果。方法2021年6月至2024年5月,北京博爱医院脊髓损伤患者28例,随机分为对照组和试验组,各14例。两组均接受常规康复治疗,在此基础上,对照组予以手法牵伸治疗,试验组给予踝... 目的观察踝关节智能柔性牵伸在下肢痉挛脊髓损伤患者中的应用效果。方法2021年6月至2024年5月,北京博爱医院脊髓损伤患者28例,随机分为对照组和试验组,各14例。两组均接受常规康复治疗,在此基础上,对照组予以手法牵伸治疗,试验组给予踝关节智能牵伸系统训练,共8周。治疗前后分别采用改良Ashworth评定量表(MAS)、踝关节背屈角、临床痉挛指数、腓肠肌内侧头表面肌电最大均方根值和足大趾振动觉阈值(VPT)进行评定。结果治疗后,试验组MAS分级(χ^(2)=10.378,P=0.035)、踝关节背屈角(Z=-3.306,P<0.001)、临床痉挛指数(t=4.101,P=0.001)和腓肠肌内侧头被动背屈时的最大均方根值(Z=-3.296,P<0.001)均改善,试验组MAS分级(χ^(2)=11.418,P=0.022)、踝关节背屈角(Z=-1.986,P=0.047)、腓肠肌内侧头被动背屈时的最大均方根值(Z=-2.297,P=0.021)均优于对照组。足大趾VPT虽有所改善,但组内和组间比较均无显著性差异(P>0.05)。结论踝关节智能柔性牵伸可改善脊髓损伤患者下肢肌痉挛,有改善足部本体感觉的趋势。 展开更多
关键词 脊髓损伤 下肢康复机器人 痉挛 随机对照试验
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基于气动肌肉驱动的关节自抗扰控制 被引量:1
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作者 黄国勤 米俊丞 左思红 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期51-60,共10页
为了解决气动人工肌肉驱动的下肢康复机器人轨迹跟踪中存在外界干扰和系统参数不确定的问题,提出了一种关节控制自抗扰算法。该方法在气动人工肌肉关节伺服控制系统数学模型基础上,通过三阶状态扩张观测器对系统状态及系统干扰进行估计... 为了解决气动人工肌肉驱动的下肢康复机器人轨迹跟踪中存在外界干扰和系统参数不确定的问题,提出了一种关节控制自抗扰算法。该方法在气动人工肌肉关节伺服控制系统数学模型基础上,通过三阶状态扩张观测器对系统状态及系统干扰进行估计,对干扰进行实时补偿,并基于分离性原理进行参数整定;利用气动人工肌肉试验平台对控制系统进行定角度条件下的阶跃信号跟踪控制、方波跟踪控制和正弦跟踪控制对比验证实验。实验结果表明:所设计的自抗扰控制器较比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制器响应时间更快、控制误差更低,满足下肢康复机器人的应用控制要求。 展开更多
关键词 机械电子工程 下肢康复机器人 气动人工肌肉 自抗扰控制 参数整定 轨迹跟踪
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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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下肢康复外骨骼机器人设计与性能分析 被引量:5
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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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基于改进SSA优化PID的下肢康复机器人控制 被引量:6
8
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
9
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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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
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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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下肢康复训练机器人对缺血性脑卒中偏瘫患者平衡及步行功能的影响 被引量:78
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作者 赵雅宁 郝正玮 +3 位作者 李建民 马素慧 沈海涛 陈长香 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1015-1020,共6页
目的:观察下肢康复训练机器人对缺血性脑卒中(早期)偏瘫患者平衡功能以及步行功能的影响。方法:将40例偏瘫患者随机分为对照组(20例)和Lokomat组(20例)。两组均给予常规肢体功能训练,对照组采用常规康复疗法,每周进行3次,每次30min,共治... 目的:观察下肢康复训练机器人对缺血性脑卒中(早期)偏瘫患者平衡功能以及步行功能的影响。方法:将40例偏瘫患者随机分为对照组(20例)和Lokomat组(20例)。两组均给予常规肢体功能训练,对照组采用常规康复疗法,每周进行3次,每次30min,共治疗10周。Lokomat组给予下肢康复机器人为主的运动训练,辅以常规康复训练,每次30min,3次/周,共10周(2个疗程)。采用Berg平衡量表及单项评分(测定平衡功能)、踝-后足评分量表(AOFAS)及其中的异常步态、前足活动(屈/伸)、后足活动(内翻加外翻)、踝-后足稳定性和足部对线(评价踝关节的功能恢复和异常步态)和步长、步宽、步频、步速(评价患者每天活动时实际步行功能的变化)进行疗效评价。结果:治疗前,两组在Berg平衡量表,踝-后足功能评分以及异常步态、前足活动(屈/伸)、后足活动(内翻加外翻)、踝-后足稳定性和足部对线,步长、步宽、步速和步频的评测差异均无显著性(P>0.05),均具有可比性。治疗后,Berg平衡量表,踝-后足功能评分及异常步态、前足活动(屈/伸)、后足活动(内翻加外翻)、踝-后足稳定性和足部对线,步长、步宽、步速和步频的评测较治疗前均有明显改善(P<0.05);与对照组相比,Lokomat组改善均更明显(P<0.05);Berg平衡功能单项评分比较:训练后,Lokomat组从坐到站、无支撑站位、无支撑坐位、站到坐、转移、闭眼站立、并脚站立、前后脚成直线以及单脚站等方面评分均高于对照组(P<0.05)。结论:下肢康复训练机器人能改善缺血性脑卒中偏瘫患者的踝背屈功能,对改善其平衡和步行功能具有积极作用。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 缺血性脑卒中 平衡功能 偏瘫步态 步行功能 踝关节
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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
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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
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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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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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新型卧式下肢康复训练机器人机械系统设计 被引量:18
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作者 方涛涛 韩建海 +1 位作者 王会良 尤爱民 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期246-250,共5页
目的:面向长期卧床的脑卒中偏瘫患者和下肢行走功能虚弱的患者,研究一种卧式下肢康复训练机器人,帮助他们在床上完成下肢的日常康复训练。方法:在对多种康复训练模式进行分析的基础上,本文设计了一种新型卧式四自由度下肢康复训练机器... 目的:面向长期卧床的脑卒中偏瘫患者和下肢行走功能虚弱的患者,研究一种卧式下肢康复训练机器人,帮助他们在床上完成下肢的日常康复训练。方法:在对多种康复训练模式进行分析的基础上,本文设计了一种新型卧式四自由度下肢康复训练机器人。本文详细叙述了四自由度机械腿的机械结构设计和控制系统的构成,并制作出了实验样机。结果:经过多模式重复实验,机器人动作平稳,正常人上机体验,下肢感觉舒适,关节活动角度与设定角度一致,能够很好地满足多种康复训练模式的要求满足人体关节运动需求。结论:该卧式康复结构具有可行性,有助于脑卒中患者做下肢早期的康复训练,可以减轻康复治疗师的工作负担。 展开更多
关键词 下肢 康复训练 机器人 康复训练模式 伺服系统 脑卒中
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下肢康复训练机器人关键技术分析 被引量:22
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作者 李军强 王娟 +1 位作者 赵海文 刘今越 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第9期220-223,共4页
机器人技术应用于康复医学领域,为传统医学解决了许多问题。作为康复机器人技术研究的重要组成部分,下肢康复训练机器人的研究以带动或辅助患者下肢进行步态康复训练为目的,其机械结构具有一定的自由度,能够实现康复训练所需的运动,可... 机器人技术应用于康复医学领域,为传统医学解决了许多问题。作为康复机器人技术研究的重要组成部分,下肢康复训练机器人的研究以带动或辅助患者下肢进行步态康复训练为目的,其机械结构具有一定的自由度,能够实现康复训练所需的运动,可采用多种执行元件,控制策略上,采用主动或被动控制策略,可以使患者以选定的康复训练模式进行步态康复训练。这里重点讨论下肢康复训练机器人的结构特点及其控制策略,最后,分析下肢康复训练机器人的研究现状并展望其发展趋势。 展开更多
关键词 机器人 康复训练 下肢 步态
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基于人机5杆模型的下肢外骨骼系统设计 被引量:25
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作者 杨巍 张秀峰 +1 位作者 杨灿军 吴海杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期430-435,444,共7页
针对日益增多的脑卒中病人和脊椎损伤病人康复训练需求,分析了人体下肢驱动自由度,设计出一种基于跑步机上行走训练的下肢外骨骼系统,将康复理疗师的训练经验与机器人的大功率以及可重复操作性集成于一体.利用人机耦合系统5杆模型,建立... 针对日益增多的脑卒中病人和脊椎损伤病人康复训练需求,分析了人体下肢驱动自由度,设计出一种基于跑步机上行走训练的下肢外骨骼系统,将康复理疗师的训练经验与机器人的大功率以及可重复操作性集成于一体.利用人机耦合系统5杆模型,建立动力学方程并推导出髋、膝关节驱动力矩,为对应关节的驱动电机选型提供参考依据.为了获取正常人体在跑步机上行走的步态,利用光学动作捕捉系统采集正常人体在跑步机上行走时的特征点数据,结合人机耦合系统5杆模型推导出髋、膝关节角度值,作为患者在跑步机上康复训练的标准步态的参考.通过患者康复训练临床实验,验证了系统的可行性与可靠性,其实验结果与患者实际病情相符合.该外骨骼系统为脑卒中病人提供了一种科学的康复训练平台. 展开更多
关键词 下肢康复 外骨骼 机器人 人机耦合系统
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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
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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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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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下肢康复机器人研究进展 被引量:30
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作者 潘志超 徐秀林 肖阳 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2016年第6期680-683,共4页
下肢康复训练机器人主要分为站立式和坐卧式两种。站立式下肢康复机器人包括3种典型结构,主要采用悬吊式减重,个别采用气囊式减重;坐卧式下肢康复机器人分为坐椅式和卧床式,主要通过座椅或床来减重。本文主要针对两者的结构构型,结合国... 下肢康复训练机器人主要分为站立式和坐卧式两种。站立式下肢康复机器人包括3种典型结构,主要采用悬吊式减重,个别采用气囊式减重;坐卧式下肢康复机器人分为坐椅式和卧床式,主要通过座椅或床来减重。本文主要针对两者的结构构型,结合国内外现有的一些产品和研究以及临床应用,从经典产品到如今产品的发展进行综述。 展开更多
关键词 下肢 康复训练机器人 结构构型 综述
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