下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃的宜人性研究.pdf

1、下肢康復(fù)機(jī)器人是一種輔助下肢功能性運(yùn)動(dòng)障礙的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的智能醫(yī)療設(shè)備。針對(duì)下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）根據(jù)本課題組所研究的下肢外骨骼機(jī)器人的功能需求，及下肢康復(fù)訓(xùn)練患者的特點(diǎn)，提出宜人性步態(tài)規(guī)劃方法。分別針對(duì)具體患者的離線的步態(tài)規(guī)劃和適應(yīng)患者訓(xùn)練時(shí)實(shí)際步態(tài)的在線適應(yīng)性調(diào)整部分。前者是為康復(fù)醫(yī)師提供患者一個(gè)比較準(zhǔn)確、客觀的步態(tài)范圍（步長(zhǎng)、步態(tài)周期）來指導(dǎo)患者在最舒適、自然的狀態(tài)下進(jìn)行正常行走。

2、后者是醫(yī)師可依據(jù)參考數(shù)據(jù)為患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。采用此種方法便可得到適于存在單個(gè)差異的患者的步態(tài)規(guī)劃，使患者得到更好的康復(fù)訓(xùn)練效果。
　　（2）離線規(guī)劃是在訓(xùn)練前為患者的根據(jù)自身身體參數(shù)和訓(xùn)練方案規(guī)劃適合特定患者的步態(tài)軌跡的過程。采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所獲得的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，以實(shí)驗(yàn)對(duì)象的6中身體參數(shù)為訓(xùn)練的輸入（年齡、身高、體重、性別、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)），輸出即為需要的步長(zhǎng)和步態(tài)周期。
　?。?）在線規(guī)劃是當(dāng)患者根

3、據(jù)規(guī)劃的步態(tài)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，實(shí)際步態(tài)產(chǎn)生偏差的情況下，對(duì)步態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性即時(shí)規(guī)劃，使新步態(tài)，即能適應(yīng)患者的實(shí)際步態(tài)，又符合正常人的步態(tài)特征，避免訓(xùn)練中發(fā)生對(duì)患者的損傷，有防止患者采用病態(tài)步態(tài)，影響訓(xùn)練效果。在線規(guī)劃部分采用一種自適應(yīng)CPG生成下肢外骨骼的實(shí)時(shí)步態(tài)軌跡的方法。通過根據(jù)步長(zhǎng)和步態(tài)周期求解關(guān)節(jié)角度軌跡，并將其擬合為有限階傅里葉級(jí)數(shù)。進(jìn)而建立康復(fù)機(jī)器人傅里葉系數(shù)與步長(zhǎng)、步態(tài)周期之間的模糊關(guān)系。之后，建立CPG網(wǎng)絡(luò)并使之與傅里葉系數(shù)相關(guān)