下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃研究.pdf

1、近年來，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通工具逐漸增多，因突發(fā)交通事故而造成神經(jīng)性傷害或者肢體傷害的人數(shù)一直呈顯上漲趨勢。并且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們生活水平的逐步提高，我國與世界上其它許多國家一樣，正在步入老齡化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國60歲以上的老年人人數(shù)已占全國人口的11％，在老齡人群眾中有大量的心腦血管疾病或神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者，這類患者大多伴有偏癱癥狀，因此，對(duì)于康復(fù)機(jī)器人設(shè)備的研究是很有必要的。
　　本文中在開始就先介紹了下肢外骨骼康復(fù)

2、機(jī)器人的研究背景、意義康復(fù)機(jī)器人的基本概況以及發(fā)展的趨勢，闡述了該課題的研究來源及目的。通過對(duì)人體下肢的各個(gè)關(guān)節(jié)的解剖，分析出其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再根據(jù)康復(fù)醫(yī)學(xué)理論，建立下肢外骨骼總體模型。使用D-H法則建立正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，并用Matlab中的SimMechanics機(jī)械仿真模塊對(duì)步行時(shí)腿部末端的軌跡曲線進(jìn)行仿真分析，通過對(duì)軌跡分析，為下章的步態(tài)規(guī)劃提供了參照，最后簡單介紹了數(shù)值求解法在求康復(fù)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)中的應(yīng)用，說明了出此方法求解的一般步

3、驟。
　　下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃時(shí)，本文首先針對(duì)機(jī)械腿的工作任務(wù)和條件，參照OpenSim仿真出的人體下肢正常的行走步態(tài)特征，對(duì)機(jī)械腿的行走步態(tài)進(jìn)行了較為完整分析和研究。并用關(guān)節(jié)角位移變化軌跡、步速和步長作為步態(tài)規(guī)劃的有效參數(shù)。其次，按照人的步行特征，將機(jī)械腿的步行過程分為起步、訓(xùn)練步和止步三個(gè)階段，詳細(xì)分析了每個(gè)階段的動(dòng)作特征，確定了每個(gè)階段的關(guān)節(jié)角度變化函數(shù)、動(dòng)作的前后順序，分別制定出各階段步態(tài)規(guī)劃。最后，將每個(gè)階段的步