康复机器人上下肢协调主动康复运动控制系统设计

Design of upper-and-lower-limb-coordinated active rehabilitation motion control system for rehabilitation robot

二维码有效期 120s

摘要目的:基于外骨骼式康复机器人实验平台设计上下肢协调主动康复运动控制系统,以帮助神经损伤患者完成上下肢协调主动康复训练.方法:该系统采用模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制实现肩关节、髋关节、膝关节的运动轨迹控制,通过导纳控制实现关节运动角度修正,并通过导纳控制耦合阈值控制实现主动抗阻训练.整个系统由上位机控制系统,运动控制器,肩关节、髋关节、膝关节的伺服驱动器组和伺服电动机组以及扭矩传感器等组成.采用该系统进行临床实验,以验证该系统的训练和康复效果.结果:临床实验结果表明,肩关节、髋关节和膝关节康复训练的实际运动轨迹与设定步态轨迹基本一致,各关节运动轨迹误差最大值小于 8°,而且当患肢关节的交互扭矩下降到阻抗力矩阈值以下时,关节伺服电动机能够柔性调速;经过一段时间的上下肢协调主动康复训练后,患者的肌力、平衡能力以及自理能力得到明显的改善.结论:该系统具有较高的敏感度和较好的柔顺性,能够满足神经损伤患者在康复中后期对上下肢协调主动康复训练的需求.