仿袋鼠跳跃机器人用关节运动控制器设计

设计了一种基于TI公司高性能浮点DSP TMS320F28335和双全桥PWM电机驱动器DRV8402的仿袋鼠跳跃机器人关节运动控制器。控制器实时采集机器人3个关节相对运动角度,利用积分分离的PID控制算法实现关节驱动电机位置闭环控制。设计了基于LabW indows/CVI的上位机测控软件,制作了控制器样机并进行系统联调,实验结果表明控制器设计合理,方案可行。

功能性电刺激中应用P型迭代学习控制在上肢多关节运动控制的试验研究

目的 在功能性电刺激 (FNS)中 ,利用P型迭代学习控制方法 ,研究对健康人上肢肘关节运动角度和腕关节运动角度同时进行运动反馈控制。方法 FNS刺激肱二头肌和前臂屈肌 ,以预期关节角度为目标 ,以肘关节和腕关节的角度传感器数值为反馈标准。结果 采用迭代学习控制 ,算法简单 ,参数易调整 ,控制量变化平缓 ,轨迹跟踪精确度高 ,在对多关节运动控制中 ,基本能达到预期效果。结论 P迭代学习控制方法为FNS在临床上的应用提供了一个新的控制方法。

强化髋关节运动控制训练对偏瘫患者步行功能恢复的影响

目的 探讨强化髋关节运动控制训练对脑卒中偏瘫患者步行功能恢复的疗效。方法 选择2020年10月至2021年10月脑卒中偏瘫患者68例,采用随机数字表法分为对照组36例,观察组32例。对照组患者采用常规康复训练模式进行治疗,观察组患者另增加强化髋关节运动控制训练内容,共6周。治疗前后分别对两组患者进行平衡功能参数测定(运动长度、运动椭圆面积)、Berg平衡量表(BBS)及“起立-行走”计时测试(TUGT)评定。结果 治疗后两组患者的平衡功能评定、BBS、TUGT均明显好转,且观察组明显优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 强化髋关节运动控制训练可明显改善脑卒中偏瘫患者步行功能的恢复。

机械手关节运动控制模块设计

以机械手腕关节为研究对象,选用LM629N芯片对机械手的关节运动控制进行设计,设置关节运动控制的轨迹参数,对LM629N校正滤波器和读写操作进行研究,设计出关节运动控制电路,组成关节伺服控制系统的一个模块,实现高精度位置控制的机械手关节半闭环控制。经过验证,节约了成本、达到了设计的要求,为机械手关节控制模块的设计提供了可借鉴的模式。

基于Bobath理念的膝关节运动控制强化训练在脑卒中后足下垂患者中的干预效果

目的:探讨基于Bobath理念的膝关节运动控制强化训练应用于脑卒中后足下垂患者的效果。方法:选取我院2018年12月-2019年12月收治的脑卒中后足下垂患者98例,2018年12月-2019年5月收治的48例为对照组,给予常规康复训练,2019年6-12月50例收治的为观察组,在对照组基础上给予基于Bobath理念的膝关节运动控制强化训练。比较两组足跖屈改善情况、胫前肌肌力分级及干预前、干预4周后、干预8周后患肢H反射最大波幅/M波最大波值(Hmax/Mmax)。结果:观察组足跖屈改善优良率高于对照组,胫前肌肌力分级优于对照组(P<0.05);干预4周后、干预8周后,两组患肢Hmax/Mmax均下降,且观察组低于对照组(P<0.05)。结论:基于Bobath理念的膝关节运动控制强化训练应用于脑卒中后足下垂患者,可改善足跖屈,增强胫前肌肌力,纠正神经-肌肉反射异常。

肌内效贴结合康复训练法治疗小儿脑性瘫痪所致膝关节运动控制障碍的效果探究

目的:探究用肌内效贴结合康复训练法治疗小儿脑性瘫痪所致膝关节运动控制障碍的效果。方法:将在福建中医药大学附属第三人民医院就诊的60例脑性瘫痪所致膝关节运动控制障碍患儿随机分为肌内效贴组和对照组,每组30例患儿。对两组患儿均进行常规的康复治疗。在此基础上,为肌内效贴组患儿采用肌内效贴结合康复训练法进行治疗,为对照组患儿单纯采用康复训练法(同时使用安慰贴)进行治疗,然后对比两组患儿的膝关节过伸角度、粗大运动功能评估量表(GMFM)的评分。结果:治疗前,两组患儿的GMFM评分、膝关节过伸角度相比,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,两组患儿的GMFM评分均较治疗前明显提高,其膝关节过伸角度均较治疗前明显减小,差异有统计学意义(P<0.05);肌内效贴组患儿的GMFM评分高于对照组患儿,其膝关节过伸角度小于对照组患儿,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:用肌内效贴结合康复训练法治疗小儿脑性瘫痪所致膝关节运动控制障碍的效果较好,能有效地改善患儿的膝关节运动控制功能。

基于CPG网络的机器人运动关节控制

机器人技术在现代产业中的应用越来越广泛,如何适应复杂环境是当前机器人技术的一项热点研究,足式机器人由于其仿生特性能够较好地适应环境。本文研究了一种基于CPG(Certral Pattern Generators,中枢模型发生器)网络的机器人关节运动控制,以Hopf振荡器作为CPG网络的振荡单元,并通过仿真验证了其在平面和上坡的控制有效性。仿真结果表明使用该控制方式能够较好地控制机器人各个关节,机器人在行走过程中较为平稳。

漂浮基柔性两杆空间机械臂的关节运动鲁棒控制与柔性振动最优控制

讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,具有有界干扰及有界未知参数的漂浮基柔性两杆空间机械臂的具有鲁棒性的关节运动控制与柔性振动最优控制算法设计问题。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到漂浮基柔性两杆空间机械臂系统的动力学方程。通过合理选择联体坐标系与利用奇异摄动理论,实现了两个柔性杆柔性振动之间、关节运动与两柔性杆柔性振动的解耦,得到了柔性两杆空间机械臂的慢变子系统与柔性臂快变子系统。针对两个子系统设计相应的控制规律,即增广鲁棒慢变子系统控制律与柔性臂快变子系统最优控制律,这两个相应的子系统控制规律综合到一起构成飘浮基柔性两杆空间机械臂总的关节运动与臂柔性振动控制的组合控制律。系统的数值仿真证实了方法的有效性。该控制方案不需要直接测量漂浮基的位置、移动速度和移动加速度。

强化髋关节运动控制训练对膝关节损伤后步行功能恢复的影响

目的观察强化髋关节运动控制训练对膝关节损伤后步行功能恢复的疗效。方法选取膝关节损伤患者128例,随机分为两组。对照组68例,采用常规综合康复治疗;观察组60例,在常规综合康复治疗基础上增加强化髋关节运动控制训练内容,共6周。治疗前后分别对两组患者进行平衡功能参数测定(运动长度、运动椭圆面积)、Berg平衡量表(BBS)评分及“起立-行走”计时测试评定。结果治疗前,两组运动长度、运动椭圆面积、BBS评分和“起立-行走”计时比较无统计学差异(P>0.05)。与治疗前比较,治疗后两组运动长度、运动椭圆面积及“起立-行走”计时均降低,而BBS评分升高(P<0.05)。治疗后,观察组运动长度、运动椭圆面积和“起立-行走”计时低于对照组,BBS评分高于对照组(P<0.05)。结论在常规膝关节损伤康复治疗的基础上辅以强化髋关节运动控制训练,可明显促进膝关节损伤后步行功能的恢复。

踝关节运动控制训练对偏瘫型脑瘫患者尖足步态的影响

目的：探讨踝关节运动控制训练对偏瘫型脑瘫患者步行性尖足的影响。方法：30例可以独立步行的偏瘫型脑瘫患者随机分为对照组及治疗组各15例，对照组采用神经发育疗法，治疗组在对照组基础上进行踝关节运动控制训练，观察两组GMFM-88项粗大运动功能评价量表（E功能区）评分。结果：治疗后研究组GMFM（E功能区）评分明显高于对照组（P〈0.01）。结论：踝关节运动控制训练可以改善偏瘫型脑瘫患者尖足步态，与提高踝关节相关肌群肌力、肌肉协调、关节本体感觉相关。

强化下肢运动控制训练对改善脑卒中患者下肢功能的疗效观察

目的:观察强化下肢运动控制训练对改善脑卒中患者下肢功能的疗效。方法:92例脑卒中患者随机分为2组各46例。对照组采用常规康复治疗方法,观察组在此基础上运用下肢蹬踏训练系统进行运动控制强化训练。分别于治疗前、后对患者Holden步行功能分类、下肢简化Fugl-Meyer运动量表(FMA)以及肌张力(改良Ashworth分级)变化进行对比。结果:治疗6周后,2组Holden功能步行能力及下肢FMA评分均较治疗前明显提高(P<0.01),且观察组更高于对照组(P<0.05);2组下肢改良Ashworth评分均较治疗前明显下降(P<0.01),且观察组更低于对照组(P<0.05)。结论:强化下肢运动控制训练能够有效改善脑卒中患者下肢功能,促进患者恢复。

膝关节0~30°运动控制训练治疗基底核区脑出血患者术后偏瘫的疗效观察

目的探讨膝关节0~30°运动控制训练对基底核区脑出血术后偏瘫患者功能改善的临床疗效。方法回顾性分析82例基底核区脑出血术后偏瘫患者病例资料,其中34例为常规组,给予常规电针、体能训练、起立床及行走等整体训练,未接受膝关节运动控制训练。48例除常规治疗外,均接受膝关节运动控制训练,其中接受膝关节0~30°运动控制性训练患者22例,归为治疗组;接受膝关节0~15°运动控制性训练患者26例,归为对照组。经3个月治疗后,采用Fugl-Meyer评测法(FMA)评估下肢平衡能力、步幅及步速变化情况,并根据结果评定下肢步行能力。治疗后6个月采用改良Rankin量表(mRS)分级法评定远期疗效。结果治疗组和对照组患者治疗3个月后下肢运动功能、左右步幅差以及步速差均优于常规组,但相较于对照组,治疗组改善更明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗组和对照组治疗6个月后mRS评分均优于常规组,并且治疗组结果优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论膝关节0~30°运动控制训练可有效改善基底核区脑出血偏瘫患者下肢运动及平衡能力,从而提高其日常生活自理能力,改善预后,值得临床推广。

DMC及其在开放式机器人控制器中的应用

本文介绍了DMC在建立开放式机器人控制器中的优势 ,提出了SCARA型机器人控制器的方案。工业控制计算机进行空间轨迹规划计算而DMC实现关节运动的控制。实验证明了控制器的可靠性。

基于GA-SVR模型的肌力康复电刺激系统的设计研究

为了实现康复电刺激系统治疗参数的个性化定制及实时调整,提出了一种基于调制中频电刺激的下肢肌力康复闭环电刺激系统。设计低频调制中频刺激电路,基于遗传算法建立了电刺激参数与膝关节角度之间的支持向量机回归预测模型,并搭建基于模糊内模控制PID的闭环反馈系统,以达到更精确稳定的参数设置效果。通过膝关节运动实验表明,被试者在无痛感的前提下更接近预期的关节运动轨迹,30组膝关节运动角度与预期值最大均方根误差为10.21°,最小均方根误差为5.48°。相比传统低频电刺激,肌电平均振幅具有20μV以上提升。本文提出的电刺激系统参数可实现因人而异,且可根据闭环反馈结果进行实时调整,该系统能有效活化肌肉、提升肌力,在肌力康复步态训练中有较好的应用前景。