臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人是一種用于下肢康復(fù)領(lǐng)域的醫(yī)療機(jī)器人。隨著老齡化社會(huì)的到來，因患腦卒中等疾病導(dǎo)致下肢功能喪失的群體越來越龐大，傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)康復(fù)的需求。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的研究現(xiàn)狀做了大量的資料查找和總結(jié)，在試驗(yàn)室前期搭建的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)平臺(tái)上，以康復(fù)醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)腦卒中引起的下肢偏癱的臨床康復(fù)及運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)理論進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)。在此基礎(chǔ)上，提出了臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練模式：被動(dòng)訓(xùn)

2、練、自主康復(fù)訓(xùn)練。在已搭建的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)上，提出了下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的總體控制方案。通過對(duì)控制策略的對(duì)比研究，采用了 PID+速度前饋（Kvff）+加速度前饋（Kaff）的控制算法作為本課題的控制策略。對(duì)被動(dòng)康復(fù)模式，本文基于固高科技運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，選擇了 Joystick手柄作為示教工具，開發(fā)了臥式下肢康復(fù)機(jī)器人的示教再現(xiàn)功能。文中對(duì)示教系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在Windows環(huán)境下，利用運(yùn)動(dòng)控制卡提供的VC

3、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和Visual C++開發(fā)軟件編寫了的示教控制程序及示教的人機(jī)界面。本文還研究了表面肌電信號(hào)(sEMG)在臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人中的應(yīng)用。闡述了表面肌電信號(hào)產(chǎn)生的機(jī)理與特點(diǎn)，對(duì)表面肌電信號(hào)的采集裝置做了詳細(xì)介紹，同時(shí)還對(duì)表面肌電信號(hào)在時(shí)域、頻域及時(shí)-頻中常用的處理方法作了總結(jié)。
　　在試驗(yàn)室的條件下，對(duì)示教功能進(jìn)行了示教試驗(yàn)，驗(yàn)證了示教功能的可行性及示教的靈活性。同時(shí)也對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，表面肌電