主被动步态康复训练绳驱机器人的精准控制技术
2025-02-07 10:09
No.1337364747112423424
技术概要
PDF全文
本技术方案属于步态康复训练领域,详细描述了一种主被动步态康复训练绳驱机器人的控制方法。该方法通过测量绳索初始长度和患者施加的拉力,实现对康复训练过程的精确控制。
背景技术
在康复医学领域,步态康复训练是帮助患者恢复行走能力的重要一环。传统的步态康复训练往往依赖于物理治疗师的直接指导和辅助,但这种方式不仅费时费力,而且难以实现精准、个性化的训练效果。随着机器人技术和康复医学的不断融合,绳驱康复机器人作为一种新型的康复训练设备,因其灵活性高、安全性好、适用范围广等优点,逐渐成为步态康复训练的重要工具。 现有的绳驱康复机器人控制方法主要分为被动训练和主动训练两种。被动训练控制策略主要通过预设的轨迹和参数来引导患者的下肢进行运动,适用于康复初期,当患者无法自主完成动作时。这种策略的优点在于能够提供稳定的运动轨迹和力量支持,但缺乏对患者主动参与度的考虑,可能导致训练效果有限。 而主动训练控制策略则更加注重患者的主动参与,通过患者的肌肉力量和意愿来驱动机器人进行运动。这种策略适用于康复中后期,当患者已经具备一定的运动能力和自主性时。然而,主动训练控制策略对机器人的响应速度和抗干扰性要求较高,同时也需要更加精准的控制系统来确保训练的安全性和有效性。 目前,虽然已有一些研究者尝试将主动和被动训练控制策略相结合,以提供个性化的康复训练,但在实际应用中仍存在诸多问题。不能准确地判断患者的康复阶段、平滑地切换主动和被动训练模式、以及确保机器人在不同训练模式下的稳定性和安全性等,此外,由于绳索的弹性、摩擦以及传动过程中的非线性因素,传统的PID控制器往往难以达到理想的控制效果。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
方杰  魏子轩  彭伊利  陈绪兵  毛金城
技术所属: 武汉工程大学
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