下肢战伤康复轮足外骨骼设计与步态试验

针对脑部和脊柱战伤士兵的术后康复训练、战时转移、生活代步需求,设计了一种下肢战伤康复轮足外骨骼,通过共用结构和驱动系统进行不同的组装来实现不同工作模式,提高装备的集成度和减轻整体质量;建立轮足外骨骼单腿摆动期的二连杆模型并推导其动力学模型;利用动力学模型和轮足外骨骼的虚拟样机模型分别获得髋、膝关节的理论计算和虚拟仿真力矩;建立基于位置阻抗的轮足外骨骼主动康复训练控制策略,搭建轮足外骨骼实物样机,获得样机的关节运动轨迹与人机交互力。理论计算、虚拟仿真及摆动腿试验测试3种方法的关节力矩曲线走势基本一致,说明理论计算和虚拟仿真模型的正确性;基于步态试验所获得的数据表明其轨迹误差和交互力均较小,满足设计要求,验证了轮足外骨骼设计的合理性与可行性。