人體下肢功能恢復輔助器具的安全動作研究.pdf

1、隨著我國人口老齡化的加重，人體步態(tài)失穩(wěn)造成老年人跌倒的現(xiàn)象逐漸增多。人體下肢康復輔助機器人在幫助受傷的人群或者殘疾人恢復基本的行走能力起到了重要的作用。正常人在受到外界擾動后，會根據(jù)擾動的大小和方向選擇不同的平衡策略進行平衡調(diào)節(jié)，這一過程中步態(tài)數(shù)據(jù)的變化呈現(xiàn)出高維、高可變性、非線性等特點，這種多變量的相互作用的步態(tài)數(shù)據(jù)分析將是一個難點。
　　綜合考慮人體步態(tài)分析的大量，繁雜和高維等特性，人體下肢雙足機器人的穩(wěn)定性和實用性等，最終制

2、定了針對步行康復動作的仿真設計方案:(1)機器人總體方案設計:確定程序和機器人的整體控制方案的總體結(jié)構，根據(jù)人體的結(jié)構特性等要求，以確定自由度和機器人的結(jié)構參數(shù)。(2)運動學建模及仿真分析:從建立運動學方程出發(fā)，進行正運動學和逆運動學分析，得到人體下肢機器人的運動方程，利用MATLAB的Simulink和SimMechanics工具箱建立運動學模型和仿真分析。(3)利用神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構建立對步態(tài)仿真的自適應控制。
　　根據(jù)以上特點設計

3、控制器。自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制是根據(jù)性能要求和系統(tǒng)的實際性能相比較所獲得的信息來修正所需控制器或控制法的參數(shù)。該系統(tǒng)的控制方法可以維持最佳或次最佳的操作狀態(tài)。具體地，所需控制器為配合控制對象和外部干擾的動態(tài)特性及時糾正和改變其自身的特性，從而整個控制系統(tǒng)保持令人滿意的性能。由于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡能夠依據(jù)需要解決的問題建立相應的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，具有自學習、自組織、自適應功能，對非線性連續(xù)函數(shù)具有一致逼近性，學習速度快，可以進行廣泛的數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)的