基于导纳控制的双边康复机器人运动辅助分析

目的提出一种基于导纳控制的双边康复机器人运动辅助策略,使康复医师能通过远程示教辅助患者进行康复训练。方法构建上肢末端牵引式双边远程康复平台;基于速度导纳控制实现主机器人与康复医师的交互运动,搭建通讯框架实现主从机器人的位置信息传输;从机器人接收主机器人位置坐标,结合姿态导纳控制器带动患者进行运动。结果从机器人能带动患者准确、实时跟踪医师端示教的轨迹,可提高康复训练的安全性和人机交互的柔顺性。结论通过引入两个导纳控制器,使从机械臂带动患者运动时能准确跟踪医师端轨迹,并有效避免患者进行康复运动时手臂不适的情况。

基于变阻抗补偿的上肢康复机器人人机交互方法研究

针对偏瘫患者在进行康复训练过程中不能很好地主动参入并且康复任务表现能力低的问题,提出了一种基于变阻抗补偿的上肢康复机器人人机交互方法。该方法可以提高康复过程中的柔顺性和任务表现。首先介绍了上肢康复机器人的基本结构,并对其进行运动学分析;再介绍了导纳控制和阻抗补偿控制系统框架;之后通过受试者的交互力和交互力变化速率建立出受试者的运动意图,在根据运动意图来实时调整阻抗补偿参数改变系统的柔顺性;最后通过三种不同的模式进行轨迹跟踪和到达目标点的实验比较,结果表明所提出的控制算法可以适应受试者的运动意图,提高任务表现。

健康人不同姿势站立和步行时姿势图参数的重测信度研究

目的在脑卒中患者恢复中,维持站立位和坐位的能力对后续日常生活活动能力改善产生一定的影响。目前临床上缺乏对姿势控制能力有效的定量评价方式。本研究评价以骨盆质心为基础的姿势图参数在评价不同姿势站立和适宜速度步行时的可靠性。方法 2018年5月17日至6月3日,纳入79例健康青年人,在智能化下肢助行机器人上分别进行双脚站立、左/右脚站立和10 m适宜速度步行评定。运动结束后由系统自动计算出姿势图参数。测试分两次进行,两次测试间隔1 d。结果在双脚站立姿势图测定中,额状面平均摆幅、矢状面平均摆幅、重心移动轨迹总长度和重心移动总面积的组内相关系数(ICC)>0.70;在左/右脚站立姿势图测定中,左脚站立相所评估参数的ICC>0.70,右脚站立相上述参数的ICC>0.49。在适宜速度10 m步行姿势图测定中,重心移动轨迹总长度和重心移动总面积的ICC>0.75。将受试者不同姿势站立相姿势图进行比较,发现双脚站立较单脚站立更为稳定(P<0.01),优势侧对站立稳定性并无明显影响(P>0.05)。结论以骨盆质心为基础进行姿势图评价能可靠地反映在双脚站立、左/右脚站立和适宜速度步行时的姿势控制,在正常人群中有较好的可重复性。

人体站立和适宜速度步行时的平衡控制能力评价

通过以骨盆质心为基础的姿势图参数来对比评价人体站立和适宜速度步行时的平衡控制能力。研究纳入80例健康志愿者,其中中老年组为44例,青年组为36例。志愿者在智能化下肢助行机器人上分别进行双脚站立、左脚站立、右脚站立和10 m适宜速度步行。运动结束后,由系统自动得出姿势图参数。在双脚站立测定项目中,青年组的质心移动轨迹总长度显著优于中老年组,其余参数在两组间无显著差异。在左脚站立和右脚站立测定项目中,两组姿势图参数无显著差异。在适宜速度10 m步行测定项目中,青年组的质心移动轨迹总长度显著优于中老年组,质心移动总面积在两组间无显著差异。通过评价确认,随着年龄的增长,人体的平衡控制能力出现减退,在动态过程中表现得更为明显。