下肢康復機器人按需輔助控制方法研究.pdf

1、康復機器人由于具備運動可重復性高、位置精確可控、能記錄患者重要狀態(tài)信息等特點，逐漸成為可以取代傳統(tǒng)理療師進行物理康復訓練的重要工具。老年人容易遭受腦卒中等神經(jīng)功能疾病的侵害，大多數(shù)此類疾病的幸存者都存在運動功能受損問題。根據(jù)此類患者的病理特點，康復治療需要實現(xiàn)肢體協(xié)調(diào)性和肌肉力量的共同康復。此外，在機器人輔助運動康復領域，機器人的控制方法需充分考慮患者的主動性，防止由于過多的外界輔助而造成患者自身懈怠和康復效果下降。根據(jù)患者在不同階段的

2、生理特點和康復需求，本文主要研宄提高主動參與程度的康復機器人按需輔助控制方法。為此進行了以下研宄工作:
　　(1)針對處在康復初期的患者，以提高肢體協(xié)調(diào)性為康復目的，依托現(xiàn)有的下肢康復機器人平臺，研究基于阻抗模型的人機交互方法。在此基礎上，進一步研究機器人輔助水平調(diào)整方案，提出基于自適應阻抗模型和虛擬管道的控制方法，實現(xiàn)一種根據(jù)受試者運動表現(xiàn)而調(diào)整機器人輔助力，能夠有效提高肢體協(xié)調(diào)性和靈活性的按需輔助控制方法。在實際環(huán)境中對所提控

3、制方法進行實驗驗證和分析。
　　(2)在患者的肢體靈活性和協(xié)調(diào)性得到明顯改善后，需進行增強肌肉力量的康復訓練。由于運動表現(xiàn)不能定量評估其物理運動能力，引入骨骼肌肉模型，利用其實現(xiàn)對肌力和關節(jié)力矩的定量評估。重點研究骨骼肌肉模型的建模方法，提出個性化的骨骼肌肉幾何學子模型，實現(xiàn)對肌肉長度和肌肉收縮力力臂的評估。結(jié)合正、逆動力學基本原理，利用優(yōu)化算法進一步對整體模型的參數(shù)進行個性化調(diào)整。最后對整體模型的可行性和有效性進行實驗驗證與分析