基于差分进化算法下肢康复机构的优化设计

文章针对基于运动轨迹的单自由度下肢康复机器人存在的足部踏板速度突变问题,提出一种平面连杆机构尺度综合的优化方法。对下肢康复机构进行运动学分析,建立正逆解的数学模型,构建机构的凸轮曲线与足部轨迹的运动学关系;采用差分进化算法对下肢康复机构进行尺度综合分析,通过构造优化目标函数优化模型中的各参数,得到一组机构参数的最优解。优化结果表明,采用差分进化算法优化后,可以降低下肢康复机构足部踏板的速度突变,提高装置的稳定性,同时保证足部步态轨迹与正常步态轨迹基本重合。研究结果表明,该优化方法可以为下肢偏瘫患者提供科学的康复训练轨迹,有助于其康复训练。最后,文章提出一种基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的下肢功能康复评估指标体系,并建立一种以综合指标为基础的评估方法,该指标能够真实地反映患者在康复过程中的训练效率,使康复训练方式的选择更加科学、高效,更好地满足患者的康复需求。