基于智能空间的三肢体仿生机器人3D运动规划

探讨了一个新颖的三肢体功能仿生机器人在智能空间中的3D运动规划和导航问题.按照实现功能提出机器人平面内运动基本步态,以此基本步态为基础,运用模糊推理得到演化步态用于实现平面间运动.融合智能空间所捕获的环境信息,建立以向量场为基本原理的模糊神经网络模型,通过学习机制训练该网络,应用于动态3D环境的导航和避障.仿真结果证明了该运动规划策略的有效性.

基于MSC1210的三肢体机器人足部控制系统

三肢体机器人的足部机构是其实现腿臂功能融合的关键部件.基于TI公司的MSC1210微控制器设计了其足部机构控制系统,用以采集处理机器人足部的多种传感器信息和控制足部各执行机构的动作,并采用CAN总线与机器人主控系统联接以发送传感器信息和接受控制命令.文中详细论述了系统的工作过程及其软硬件实现方法,实验结果验证了系统设计的正确性.

基于模糊规则的三肢体仿生机器人步态规划器

针对实验室研制的三肢体功能仿生机器人所欲实现的行走功能提出5种基本步态:高姿爬行步态、低姿爬行步态、交叉行走步态、翻转行走步态和两肢体行走步态,据此提出基于模糊规则的在线步态规划器.该步态规划器可以通过对上述5种基本步态的轨迹进行模糊修整,生成适合动态环境行走的演化步态,然后再自动回归到基本步态,实现基本步态和演化步态之间的转换,从而完成既定任务.机器人爬坡仿真实验表明了该步态规划器理论上的有效性.

三肢体机器人行走步态规划研究

针对一种新型采用三腿机构形式的永磁吸附肢体机器人,其所具有的蠕动、翻转以及交叉三种行走步态可分别用于不同的工作场景。对机器人的三种运动步态进行了运动规划研究,为了降低机器人行走步态规划的复杂性,采用"合二为一"的策略,将机器人动作一致的两侧肢体作为一个肢体来规划,得到了具体的机器人运动规划算法。在此基础上,采用MATLAB软件进行了机器人行走步态运动仿真,仿真结果表明,机器人在采用三种步态行走时,各运动关节具有很好的运动连续性和平稳性,为后续运动控制系统的设计奠定了基础。

基于DSP的三肢体仿生机器人控制系统设计

基于分级控制和模块化设计思想,设计了一种适用于三肢体仿生机器人控制的,采用PC机、TMS320LF2407和MSC1210的控制系统.该控制系统原理清晰,工作可靠,能够满足机器人多种运动和操作要求.

卧式下肢康复机器人控制策略研究

脑血管病后的大多数患者在康复过程中会经历软瘫期、痉挛期和恢复期三个阶段,不同康复阶段对肢体运动模式和训练方法的要求都会有所不同。以病患机理和运动功能康复理论为基础,从临床需求出发,针对下肢运动功能障碍患者的三级康复治疗过程提出了主被动控制策略和助力控制策略,并进行了实验研究。实验结果表明:被动控制策略实现了软瘫期和痉挛期的康复训练,主动控制策略实现了恢复期的康复训练,而助力控制策略实现了对肌力的强化训练。

触发点针刺联合下肢机器人训练对脑性瘫痪患儿腘绳肌痉挛疗效的临床观察

目的:探讨触发点针刺联合下肢机器人训练对痉挛型双瘫的脑瘫患儿腘绳肌痉挛改善的影响。方法:将70例痉挛型双瘫的脑瘫患儿按随机数字表法分为观察组(35例,脱落1例)和对照组(35例,脱落3例)。两组均予康复治疗、传统针灸治疗等常规治疗,对照组在常规治疗的基础上给予下肢机器人训练,每日1次,每周5次,连续治疗4周;观察组在常规治疗的基础上给予触发点针刺联合下肢机器人训练,每日1次,每周5次,连续治疗4周。治疗前、治疗四周后分别采用改良Ashworth量表(MAS)、三维步态分析、粗大运动功能测试量表(GMFM)进行评定。结果:与治疗前比较,两组患儿治疗后MAS评分下降,平均速度、步频提高,跨步长、步长提高,膝关节活动度提高,GMFM-D区、E区评分提高(P<0.05);治疗后观察组MAS评分、平均速度、步频、膝关节活动度、GMFM-D区、E区评分的改善均优于对照组(P<0.05)。结论:触发点针刺联合下肢机器人训练有助于缓解脑瘫患儿腘绳肌痉挛,改善患儿步态及站立、步行功能。

一种可穿戴下肢外骨骼机器人的结构设计与仿真

针对外骨骼机器人灵活性不高、运动范围不足的问题,根据人体下肢的运动特点及骨骼结构,采用仿生学原理设计了一款具备高度灵活性且能助力人体下肢运动的下肢外骨骼机器人,并详细说明了其主要关节的机构设计原理。利用D-H参数法对下肢外骨骼机器人进行了运动学建模,并做出了正运动学求解,为机构设计提供了理论上的依据。运用SolidWorks软件对下肢外骨骼机器人进行了三维建模仿真,并将该模型导入ADAMS软件进行了运动学仿真分析。结果表明,机构模型设计合理,对实物模型的建立与控制模块的研究具有指导作用。

下肢机器人训练对脑卒中偏瘫患者三维步态分析系统测试结果的影响

目的以三维步态分析系统评价下肢机器人训练对偏瘫患者步行能力的改善作用。方法前瞻性选取襄阳市中心医院2016年5月至2018年5月期间康复科收治的80例脑卒中偏瘫患者,以随机数表法分为机器人组、对照组各40例。均给予康复治疗,期间对照组给予常规步态纠正训练,机器人组在此基础上应用下肢机器人进行步行训练。治疗前和治疗两个疗程(4周为一个疗程)后应用tma三维步态分析系统测试所有患者步行能力,包括步态时空参数、步态时相参数、下肢关节活动度、地面反作用力峰值等。结果三维步态分析显示,治疗前两组步态时空参数、步态时相参数、下肢关节活动度、地面反作用力峰值等无统计学差异(P> 0.05),治疗后各项参数、关节活动角度、地面反作用力均显著改善(P <0.05);但与对照组相比,治疗后机器人组步速、步频、跨步长显著高,步宽明显小(P <0.05),患侧下肢支撑期百分比明显高,健侧与患侧支撑期比值、双支撑期百分比明显低(P <0.05),最大髋关节、膝关节屈伸角度与最大踝关节背屈跖屈角度明显大(P <0.05),向前地面、垂直地面反作用力峰值占体重百分比明显高(P <0.05)。结论步态纠正训练基础上应用下肢机器人进行步行训练可有效改善脑卒中偏瘫患者步行能力,且三维步态分析可作为疗效的客观评价工具。

触发点针刺对痉挛型双瘫脑性瘫痪患儿步态的影响

目的:观察触发点针刺对痉挛型双瘫脑性瘫痪患儿步态的影响,并研究其作用机制。方法:将纳入研究的120例痉挛型双瘫脑性瘫痪患儿随机分为对照组和治疗组各60例,对照组患儿采用常规康复治疗,包括普通针刺、机器人辅助步态训练,治疗组患儿在对照组基础上加用双侧股直肌、腓肠肌、内收肌肌筋膜触发点针刺。1次/d,每周治疗5次,4周为1个疗程,1个疗程后观察疗效。第1次治疗前和治疗结束后进行三维步态分析系统评定。结果:治疗后,两组患儿跨步时长、平均速度、步频、踝关节活动度均较治疗前改善(P<0.05),且治疗组患儿改善程度优于对照组(P<0.05);治疗后,治疗组患儿步长及膝关节活动度均较治疗前改善(P<0.05)。结论:针刺痉挛型双瘫脑性瘫痪患儿双下肢股直肌、腓肠肌、内收肌肌筋膜触发点,可有效改善患儿步行能力。