人體下肢功能恢復(fù)輔助器具的安全動(dòng)作研究.pdf

1、隨著我國(guó)人口老齡化的加重，人體步態(tài)失穩(wěn)造成老年人跌倒的現(xiàn)象逐漸增多。人體下肢康復(fù)輔助機(jī)器人在幫助受傷的人群或者殘疾人恢復(fù)基本的行走能力起到了重要的作用。正常人在受到外界擾動(dòng)后，會(huì)根據(jù)擾動(dòng)的大小和方向選擇不同的平衡策略進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，這一過(guò)程中步態(tài)數(shù)據(jù)的變化呈現(xiàn)出高維、高可變性、非線性等特點(diǎn)，這種多變量的相互作用的步態(tài)數(shù)據(jù)分析將是一個(gè)難點(diǎn)。
　　綜合考慮人體步態(tài)分析的大量，繁雜和高維等特性，人體下肢雙足機(jī)器人的穩(wěn)定性和實(shí)用性等，最終制

2、定了針對(duì)步行康復(fù)動(dòng)作的仿真設(shè)計(jì)方案:(1)機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì):確定程序和機(jī)器人的整體控制方案的總體結(jié)構(gòu)，根據(jù)人體的結(jié)構(gòu)特性等要求，以確定自由度和機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及仿真分析:從建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程出發(fā)，進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到人體下肢機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方程，利用MATLAB的Simulink和SimMechanics工具箱建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和仿真分析。(3)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立對(duì)步態(tài)仿真的自適應(yīng)控制。
　　根據(jù)以上特點(diǎn)設(shè)計(jì)

3、控制器。自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是根據(jù)性能要求和系統(tǒng)的實(shí)際性能相比較所獲得的信息來(lái)修正所需控制器或控制法的參數(shù)。該系統(tǒng)的控制方法可以維持最佳或次最佳的操作狀態(tài)。具體地，所需控制器為配合控制對(duì)象和外部干擾的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)糾正和改變其自身的特性，從而整個(gè)控制系統(tǒng)保持令人滿意的性能。由于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠依據(jù)需要解決的問(wèn)題建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)功能，對(duì)非線性連續(xù)函數(shù)具有一致逼近性，學(xué)習(xí)速度快，可以進(jìn)行廣泛的數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)的