下肢外骨骼康复机器人的机械设计与运动控制.ppt

研究现状   研究目标  时间安排  预期创新 下肢外骨骼康复机器人的机械设计与运动控制 作者姓名：李宏伟 学科专业：控制工程 指导教师：刘敬猛 培养院系：自动化科学与电气工程学院 心脑血管损伤、脊髓损伤以及骨关节疾病能够导致患者下肢行走障碍 对此类失去正常行走能力的患者，最常用也是最有效的治疗手段是引导患者重复行走动作 通常的康复过程是依靠医疗人员重复扳动病人下肢完成康复训练 康复训练过程对医护人员的负担较重 由于我国社会正逐渐步入老龄化阶段，患者数量增长迅速，医护人员数量相对短缺 医护人员的经验和态度会直接影响医疗效果，因此康复程度很难把握 所以需要在医疗过程中引入设备来改善这些问题 传统的康复设备结构简单，被动引导患者，对下肢动作的规范不到位。 具有主动驱动能力的康复器械能够让医务人员对康复过程进行把握，引导和规范运动轨迹，解决上述问题 当前，外骨骼的开发是国内外机器人控制领域的热门 各种外骨骼中，一类是用于健康人体能和耐力的增强，另一类就是针对下肢行走障碍患者的康复而开发的 国内外比较具有代表性的外骨骼有20余种 Lokomat 瑞士苏黎世联邦工业大学 2001 eLEG 加州大学伯克利分校 2010 国外发展较早，控制理论成熟 国内对这类智能康复器械的认识相对较晚，目前尚未出现一套完善的设备 因此，开发出一套可靠的下肢康复外骨骼不仅具有一定的经济意义，也能有效促进国内仿生控制领域的发展 ALEX 特拉华大学 2010 REX 新西兰Rex Bionics 2010 主要： 1.设计出拥有膝、踝关节的下肢外骨骼康复机器人单腿样机，该样机具有驱动元件、控制电路以及传感器元件，可在腿部固定，尺寸外形可调节。 次要： 2.开发初步的控制算法，驱动下肢外骨骼，达到适应和引导人体下肢运动的目的，并允许在此基础上进行的升级和改进。 搭建电路 控制系统 2013/07-- 2013/08 收集资料 2012/11-- 2012/11 确定方案 2012/12-- 2013/01 着手设计 开展加工 2013/02-- 2013/04 安装调试 机械部件 2013/05-- 2013/06 整体调试 2013/09-- 2013/10 准备答辩 2013/11-- 2013/12 搭建电路 控制系统 2013/07-- 2013/08 安装调试 机械部件 2013/05-- 2013/06 整体调试 2013/09-- 2013/10 着手设计 开展加工 2013/02-- 2013/04 在结构上加入更多可供调节的细节； 引入主被动运动模式切换的结构； 引入柔性结构。