偏癱患者輔助行走下肢康復(fù)外骨骼系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、近年來，隨著機器人技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科交叉性的日益增強，運動康復(fù)外骨骼技術(shù)研究成為了一個熱門的研究領(lǐng)域，而針對偏癱患者的運動康復(fù)外骨骼就是其中一個重要的研究方向。偏癱是一種由于大腦損傷而引起的一側(cè)肢體運動功能障礙為主要表現(xiàn)的體征，患者行走時表現(xiàn)為支撐相長短步、擺動相劃圈步的異常步態(tài)。將外骨骼技術(shù)引入偏癱患者的步行康復(fù)訓(xùn)練中，不僅可以有效糾正劃圈步態(tài)，促進(jìn)患者正常步行能力的恢復(fù)，而且可以依靠外骨骼動力輔助患者行走，將理療師從繁重的體力勞動中徹

2、底解放出來。
　　首先，本課題在調(diào)研大量國內(nèi)外研究機構(gòu)開發(fā)的輔助行走外骨骼的基礎(chǔ)上，利用并改進(jìn)原有下肢康復(fù)外骨骼的機械結(jié)構(gòu)，采用滾珠絲桿伸縮模擬下肢主要肌群的作用，充分考慮安全可靠、可穿戴調(diào)節(jié)因素，初步設(shè)計了一種電機驅(qū)動髖、膝關(guān)節(jié)實現(xiàn)屈伸運動的單腿外骨骼。
　　其次，搭建了一套以DSP和電機驅(qū)動器為控制核心的硬件系統(tǒng)，并基于CANopen通訊協(xié)議和Zigbee無線技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠通訊。在此硬件基礎(chǔ)上分別開發(fā)了下位機控制程

3、序和上位機用戶界面，實現(xiàn)了關(guān)節(jié)電機的快速、準(zhǔn)確控制和人機的友好交互。此外，針對偏癱患者不同步行康復(fù)訓(xùn)練階段的不同需求，制定了被動控制和自主控制兩種不同的步行訓(xùn)練控制策略，具有步態(tài)相位反饋和運動意圖檢測判斷功能，能夠提高患者步行訓(xùn)練的舒適性和自主性，達(dá)到預(yù)期康復(fù)效果的目標(biāo)。
　　最后，在原型樣機系統(tǒng)的平臺基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一系列初步的系統(tǒng)測試實驗，包括外骨骼空載實驗和正常人參與的步行實驗，驗證了系統(tǒng)基本功能的安全可靠性和自主步行訓(xùn)練的可