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

1、康復(fù)訓(xùn)練機器人技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一門新興技術(shù)，是機器人技術(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)機器人研究比較發(fā)達，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際應(yīng)用意義。
　　本課題研究的是下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人，它是康復(fù)訓(xùn)練機器人的一種，它可以固定在人身上，由驅(qū)動器驅(qū)動模仿正常人的步態(tài)，從而帶動患者進行步行訓(xùn)練，使下肢有運動障礙的病人得到康復(fù)。
　　本文對國內(nèi)外下肢康復(fù)訓(xùn)練機器

2、人的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，以及下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的技術(shù)難點進行了分析，提出了開發(fā)下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)的要求。通過對機械系統(tǒng)分析、硬件的選擇、通信方式的選擇、電機的控制方式、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等一系列問題的分析，最終確定以ADAMS（機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析）、LabVIEW（實驗室虛擬儀器集成環(huán)境）、MATLAB等作為軟件基礎(chǔ)，用CAN卡、直流伺服電機、電機驅(qū)動器、PC機等作為硬件支撐搭建下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)。開發(fā)并實現(xiàn)下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的最

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。本文對人體下肢進行運動學(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軟件進行處理得到直流電機所需要的PVT格式的數(shù)據(jù)，即P（電機位置）V（電機速度）T（時間間隔）。
　　在軟硬件都具備的前提下對下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)進行測試，使機械腿走出了人體行走時的步態(tài)特征。通