面向偏瘫的下肢康复机器人人机合作康复原理与方法研究

患者主动参与康复训练对康复具有良好的积极作用，然而，目前步态康复机器人的康复步态模型多为预建立的标准步态模型，患者难以按自身意向进行康复训练，应用人机合作方式实现以患者意向运动作为康复运动具有重要的理论意义和实际应用价值。本项目以面向偏瘫的外骨骼式下肢康复机器人的新式人机合作康复原理与方法为研究目标，设计可实现原地步行运动的下肢外骨骼机器人结构，研究下肢外骨骼机器人的在线步态规划技术，研制新型旋转式磁流变阻尼器，并建立基于磁流变阻尼器性能的原地步态控制模型，分析患肢运动参数与健肢运动参数间的误差，建立意向运动补偿控制模型，在此基础上，建立下肢外骨骼机器人康复试验系统。康复训练中，以患者健肢的运动步态作为康复步态模型，机器人实时监测患肢的运动，当患肢的运动参数与健肢相关参数产生误差时，机器人进行意向运动补偿，帮助患者完成康复训练，这样，既使患者的步态更加自然，又增加了患者的主动参与程度。

本项目以面向偏瘫的外骨骼式下肢康复机器人的新式人机合作康复原理与方法为研究目标。设计了可实现原地步行运动的下肢外骨骼机器人结构。研制了新型旋转式磁流变阻尼器，提出了原地步行控制方法，实现了原地步行功能。应用对采集数据分段进行数据拟合的方法，实现了下肢外骨骼机器人的在线步态规划技术。基于患肢运动参数与健肢运动参数间的误差，以及患者与机器人间的相互作用力信息，应用模糊控制方法，实现了人机合作康复训练功能。在此基础上，建立下肢外骨骼机器人康复试验系统，完成了实验研究。