脑瘫儿童康复助行外骨骼机器人研究与展望

脑瘫是造成儿童行走功能障碍的最常见疾病。下肢外骨骼在成人脊髓损伤或中风患者康复助行方面已有成熟应用,但针对脑瘫儿童步态改善与行走效率提高的研究相对较少。为了从技术与临床角度促进研究人员对脑瘫儿童康复助行外骨骼的理解,本文首先分析了脑瘫儿童外骨骼相比成人外骨骼研究面临的特殊问题;其次根据下肢驱动关节数量对脑瘫儿童康复助行外骨骼进行分类并综述其研究现状,重点阐述了其机构特点、控制策略、临床表现,分析了单关节与多关节脑瘫儿童康复助行外骨骼的优缺点;最后探讨了脑瘫儿童康复助行外骨骼的发展趋势及面临的挑战。

基于模块化的脚踝康复助行产品可持续设计

通过对康复助行产品设计的问题剖析和需求解析,对市场现有的康复助行产品的功能,造型,材料和用户进行了解,最后针对目标用户所提出的需求点进行分析。引导设计者以人为本,使产品具有可持续性,更加适用于受伤人群体面出行的需求。针对脚踝康复助行产品的可持续设计进行研究与应用,结合模块化设计理论,解决康复护具的使用生命周期问题,更好满足踝关节损伤患者的使用需求。提出医疗康复产品可持续设计的方法,将模块化理论应用到医疗康复产品设计中,引导设计者站在以人为本的立场上,使产品更加适用于脚踝受伤群体的需要。

下肢康复助行机构本体设计及运动学分析

康复机器人是目前研究的热点方向之一,这里针对人体下肢关节的五自由度模型,设计了下肢康复助行机构,并应用ADAMS对其进行了位移、速度、加速度特性仿真分析,为实际的医疗康复及机构的智能控制提供了重要数据。

下肢康复助行机构及其液压系统设计

康复机器人是目前研究的热点方向之一,该文针对人体下肢康复助行问题,设计了下肢康复助行机构,并对抬升机构和助行行走机构的工作原理进行分析,针对于多自由度情况,设计了经济实用的液压驱动系统。

基于变参数导纳控制的康复助行机器人减重支撑系统研究

介绍了一种变参数导纳控制算法,用于康复助行机器人减重支撑系统的控制。为了使患者在进行步行、坐站等下肢康复训练时真实地感受到精确、稳定的减重力支撑,提出了根据训练过程的运动参数和减重力实时的变参数导纳控制。为了验证变参数导纳控制算法的可行性,首先,采用MATLAB对变参数导纳控制进行仿真实验,验证各个参数对系统的影响;然后,3位健康的受试人员在相同步行速度、不同减重力的情况下进行多组实验;最后,通过实验结果分析可知,采用的变参数导纳控制算法可以实现精确、稳定的减重力支撑,其最大平均误差在1kg以内,可以满足患者基本的康复训练需求。

多功能康复助行器的设计与应用

随着人们生活水平的提高，心脑血管病的患者逐年上升，脑出血患者在经过抢救治疗后，神志可恢复，但一般都有不同程度的后遗症，以偏瘫最多见，严重影响患者的 日常生活，也增加社会及家庭的负担，为此对患者进行早期康复锻炼甚为重要。目前患者进行早期康复训练时，一般是系一根腰带，护理人员一手扶患者的手，另一手从背后抓住腰带。这种方法很难协助患者行走，且偏瘫肢体多被拖着走让患者感到很不舒服。另外，中国专利公开的一种康复器，结构较为复杂，价格也是昂贵，不便携带。本实用新型多功能康复助行器克服现有技术中存在的技术问题，提供了一种结构简单、使用方便的可调式简易康复助行器，现介绍如下。

基于系统语境下的儿童康复机器人CMF设计研究

本研究基于系统语境下,探究儿童康复机器人CMF设计的关键要素与模型构建。通过构建CMF设计模型,综合规划色彩、材料和表面工艺等内在要素,以可用性、实用性和赞许性等外围约束筛选条件,旨在打造符合儿童心理与生理特点的外骨骼式康复机器人。研究发现,CMF设计的精妙运用不仅能提升产品的美观度,更能增强儿童与机器人的情感联系,从而提高康复效果。本研究初探为儿童康复机器人设计新视角和方法,也展现了CMF设计在复杂康复机器人产品中广阔应用前景,为儿童康复机器人设计注入了更多人文关怀和实用价值。

助行外骨骼机器人研究现状及发展趋势

介绍了国内外负重助行外骨骼机器人和康复助行外骨骼机器人的研究现状,分析了助行外骨骼机器人的关键技术,指出了优化行走步态、实现外骨骼机器人的轻量化、实现人的神经系统与外骨骼机器人之间的直接信息交互、增强续航能力是未来助行外骨骼机器人的发展趋势。

基于可视图与改进遗传算法的机器人平滑路径规划

针对传统遗传算法在路径规划中存在收敛速度慢、易早熟和路径质量差等缺点,提出一种基于可视图与改进遗传算法的路径规划算法。首先,利用可视图法压缩地图信息,减少搜索节点;然后,对路径个体采用浮点数编码,引入模拟二进制交叉(simulated binary crossover,SBX)算子和多项式变异算子,并采用精英保留策略和轮盘赌相结合的选择算子以防止优质个体丢失;之后,将贝塞尔(Bezier)算子引入遗传算法,改善路径的平滑性;最后,分段优化贝塞尔控制节点,防止优化路径与障碍物碰撞。在仿真地图中进行测试,实验结果表明,所提算法相比于其他算法可以规划出一条更平滑、更短的路径。将算法应用在康复助行机器人中进行测试,实验结果表明,所提算法能有效解决机器人的全局路径规划问题,提升全局路径规划的效率。