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1、Content 下肢外骨骼康復(fù)機器人的 機械設(shè)計與運動控制 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)行走動作 通常的康復(fù)過程是 依靠醫(yī) 療人員 重復(fù)扳動病人下肢 完成康復(fù)訓(xùn)練 Significance 康復(fù)訓(xùn)練過程對 醫(yī)護人員 的負(fù)擔(dān)較重 由于我國社會正逐漸步入 老齡化階段，患者數(shù)量增 長迅速，醫(yī)護 人員數(shù)量相 對短缺 醫(yī)護人員的經(jīng)驗和態(tài)度會 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)簡單， 被動引導(dǎo)患者，對下肢動 作的規(guī)范 不到位 。 具有 主動驅(qū)動能力 的康復(fù) 器械能夠讓醫(yī)務(wù)人員對康 復(fù)過程進行把握，引導(dǎo)和 規(guī)范運動軌跡，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， 另一類 就是針對下肢 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)對這類智能康復(fù)器械 的認(rèn)識相對較晚，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)濟意義，也能有 效促進國內(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)計出擁有膝、踝關(guān)節(jié)的下肢外骨骼康復(fù)機器人單 腿樣機，該樣機具有驅(qū)動元件、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)動下肢外骨骼，達到適應(yīng) 和引導(dǎo)人體下肢運動的目的，并允許在此基礎(chǔ)上進行 的升級和改進。 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 運動模式切換 的結(jié)構(gòu)； 引入 柔性結(jié)構(gòu) 。