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1、Content 下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人的 機(jī)械設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制 作者姓名：李宏偉 學(xué)科專業(yè)：控制工程 指導(dǎo)教師：劉敬猛 培養(yǎng)院系：自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院 Significance 心腦血管損傷、脊髓損傷 以及骨關(guān)節(jié)疾病能夠?qū)е?患者 下肢行走障礙 對(duì)此類失去正常行走能力 的患者，最常用也是最有 效的治療手段是引導(dǎo)患者 重復(fù)行走動(dòng)作 通常的康復(fù)過程是 依靠醫(yī) 療人員 重復(fù)扳動(dòng)病人下肢 完成康復(fù)訓(xùn)練 Significance 康復(fù)訓(xùn)練過程對(duì) 醫(yī)護(hù)人員 的負(fù)擔(dān)較重 由于我國社會(huì)正逐漸步入 老齡化階段，患者數(shù)量增 長迅速，醫(yī)護(hù) 人員數(shù)量相 對(duì)短缺 醫(yī)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)和態(tài)度會(huì) 直

2、接影響醫(yī)療效果，因此 康復(fù) 程度很難把握 Significance 所以需要在醫(yī)療過程中 引 入設(shè)備 來改善這些問題 傳統(tǒng)的康復(fù)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 被動(dòng)引導(dǎo)患者，對(duì)下肢動(dòng) 作的規(guī)范 不到位 。 具有 主動(dòng)驅(qū)動(dòng)能力 的康復(fù) 器械能夠讓醫(yī)務(wù)人員對(duì)康 復(fù)過程進(jìn)行把握，引導(dǎo)和 規(guī)范運(yùn)動(dòng)軌跡，解決上述 問題 Status quo 當(dāng)前，外骨骼的開發(fā)是國 內(nèi)外機(jī)器人控制領(lǐng)域的 熱 門 各種外骨骼中， 一類 是用 于健康人體能和耐力的增 強(qiáng)， 另一類 就是針對(duì)下肢 行走障礙患者的康復(fù)而開 發(fā)的 國內(nèi)外比較具有代表性的 外骨骼有 20余種 Lokomat 瑞士蘇黎世聯(lián)邦工 業(yè)大學(xué) 2001

3、 eLEG 加州大學(xué)伯克利分 校 2010 Status quo 國外發(fā)展較早，控制理論 成熟 國內(nèi)對(duì)這類智能康復(fù)器械 的認(rèn)識(shí)相對(duì)較晚，目前尚 未出現(xiàn)一套完善的設(shè)備 因此，開發(fā)出一套可靠的 下肢康復(fù)外骨骼不僅具有 一定的經(jīng)濟(jì)意義，也能有 效促進(jìn)國內(nèi) 仿生控制領(lǐng)域 的發(fā)展 ALEX 特拉華大學(xué) 2010 REX 新西蘭 Rex Bionics 2010 Goal 主要： 1.設(shè)計(jì)出擁有膝、踝關(guān)節(jié)的下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人單 腿樣機(jī)，該樣機(jī)具有驅(qū)動(dòng)元件、控制電路以及傳感器 元件，可在腿部固定，尺寸外形可調(diào)節(jié)。 次要： 2.開發(fā)初步的控制算法，驅(qū)動(dòng)下肢外骨骼，達(dá)到適應(yīng) 和引導(dǎo)人體下肢運(yùn)動(dòng)的目的，并允許在此基礎(chǔ)上進(jìn)行 的升級(jí)和改進(jìn)。 Schedule Innovation 在結(jié)構(gòu)上加入更多 可供調(diào)節(jié) 的細(xì)節(jié)； 引入主被動(dòng) 運(yùn)動(dòng)模式切換 的結(jié)構(gòu)； 引入 柔性結(jié)構(gòu) 。