輔助起立康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、這些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展使人們對(duì)生活品質(zhì)的追求越來越高，殘疾人作為一個(gè)需要關(guān)愛的群體，也受到了極大的關(guān)注，各種醫(yī)療設(shè)備也隨之迅速發(fā)展。對(duì)于下肢殘疾病人和老年人來說，要想獨(dú)立完成起立動(dòng)作是有困難的，甚至是無法完成的，因此，輔助起立康復(fù)機(jī)器人等康復(fù)設(shè)備便應(yīng)運(yùn)而生。本研究依照下肢殘疾病人和老年人的起立需要，設(shè)計(jì)了包括機(jī)器人機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和功能性電刺激部件組成的輔助起立康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，并對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。

2、r>　　首先對(duì)健康人的起立過程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，對(duì)人體進(jìn)行了簡(jiǎn)化和建模，對(duì)輔助起立康復(fù)機(jī)器人和在其幫助下的人體起立過程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。這些結(jié)果為下肢殘疾病人和老年人的起立過程分析提供了參考依據(jù)。
　　構(gòu)建了輔助起立康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)，結(jié)合人體生理特征，提出了控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的選擇原則；在數(shù)據(jù)采集部分，對(duì)起立過程中手臂支承力、足底支承力及髖關(guān)節(jié)處的支承力等信號(hào)進(jìn)行了分析，并設(shè)計(jì)了低通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪處理；進(jìn)行了功能性電刺激輔助

3、起立功能康復(fù)技術(shù)的研究，分析了功能性電刺激作用原理，建立了刺激—肌肉力模型，編寫了刺激器的運(yùn)行程序。
　　為了獲取輔助起立康復(fù)機(jī)器人中伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)辨識(shí)，包括辨識(shí)類型的選擇、辨識(shí)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、輸入信號(hào)的選擇、模型的辨識(shí)算法、模型的檢驗(yàn)等方面；在建立了系統(tǒng)模型之后，對(duì)其進(jìn)行了RST控制器的設(shè)計(jì)，并對(duì)極點(diǎn)進(jìn)行了配置，完成了整個(gè)系統(tǒng)的控制器的設(shè)計(jì)。
　　選取實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行輔助起立康復(fù)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)者的