下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一門新興技術(shù)，是機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新應(yīng)用，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的成果。國外的康復(fù)機(jī)器人研究比較發(fā)達(dá)，而我國在康復(fù)工程領(lǐng)域的研究剛剛起步，因此課題的研究更具有實(shí)際應(yīng)用意義。
　　本課題研究的是下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，它是康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的一種，它可以固定在人身上，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)模仿正常人的步態(tài)，從而帶動(dòng)患者進(jìn)行步行訓(xùn)練，使下肢有運(yùn)動(dòng)障礙的病人得到康復(fù)。
　　本文對(duì)國內(nèi)外下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器

2、人的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，以及下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了開發(fā)下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)的要求。通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)分析、硬件的選擇、通信方式的選擇、電機(jī)的控制方式、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等一系列問題的分析，最終確定以ADAMS（機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析）、LabVIEW（實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境）、MATLAB等作為軟件基礎(chǔ)，用CAN卡、直流伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、PC機(jī)等作為硬件支撐搭建下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人控制系統(tǒng)。開發(fā)并實(shí)現(xiàn)下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的最

3、終目標(biāo)是讓患者得到有效的下肢訓(xùn)練以，從而恢復(fù)患者獨(dú)立行走的能力，所以步態(tài)數(shù)據(jù)的正確性顯得十分重要。本文對(duì)人體下肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真，通過步態(tài)規(guī)劃，得到包括起步狀態(tài)、正常行走狀態(tài)、止步狀態(tài)下完整的步態(tài)數(shù)據(jù)，將獲取的步態(tài)數(shù)據(jù)通過MATLAB軟件進(jìn)行處理得到直流電機(jī)所需要的PVT格式的數(shù)據(jù)，即P（電機(jī)位置）V（電機(jī)速度）T（時(shí)間間隔）。
　　在軟硬件都具備的前提下對(duì)下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行測試，使機(jī)械腿走出了人體行走時(shí)的步態(tài)特征。通