康复机器人的同步主动交互控制与实现

提出了一种适用于康复机器人的人机交互控制方法.结合一款具有平面并联结构的上肢康复机器人,实现了与用户(患者)运动意图同步的、柔顺的主动康复训练.在训练中,利用自适应频率振荡器,从表面肌电信号(Surface electromyography,s EMG)中获取运动模式信息,然后结合运动模式和期望的正常运动轨迹,生成与主动运动意图同步的参考训练轨迹.本文通过仿真和实际实验对所提出的方法进行了验证,振荡器可以在2～5 s内快速实现与用户主动运动意图的同步,然后利用阻抗控制器给予柔顺的辅助.通过调节阻抗参数,可以为患者的运动训练提供不同程度的辅助.

膝关节康复机械腿的摆动控制研究

针对膝关节康复外骨骼的摆动训练需求,对外骨骼机械腿的人机交互控制策略进行了研究,并对现有下肢康复外骨骼的控制策略进行了归纳,提出了一种基于导纳原理的等效惯量补偿控制方法。首先,根据人体膝关节康复训练具有周期重复性的特点,在等效惯量补偿控制方法中引入自适应频率振荡器,从而在穿戴者摆腿运动中获取了稳定的频率及相位运动模式信息;然后,对穿戴者的下肢关节力矩进行了估计,生成了一个同周期的助力力矩,且在相位上和穿戴者下肢的肌肉力矩趋于同步;最后,对膝关节外骨骼机械腿进行了补偿控制及先慢-后快-再变慢的运动控制实验研究。研究结果表明:外骨骼机械腿能模拟康复运动所需模式,并拥有良好的摆动效果。