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1、Content 下肢外骨骼康復機器人的 機械設計與運動控制 作者姓名：李宏偉 學科專業(yè)：控制工程 指導教師：劉敬猛 培養(yǎng)院系：自動化科學與電氣工程學院 Significance 心腦血管損傷、脊髓損傷 以及骨關節(jié)疾病能夠導致 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患者 重復行走動作 通常的康復過程是 依靠醫(yī) 療人員 重復扳動病人下肢 完成康復訓練 Significance 康復訓練過程對 醫(yī)護人員 的負擔較重 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)護人員的經驗和態(tài)度會 直

2、接影響醫(yī)療效果，因此 康復 程度很難把握 Significance 所以需要在醫(yī)療過程中 引 入設備 來改善這些問題 傳統(tǒng)的康復設備結構簡單， 被動引導患者，對下肢動 作的規(guī)范 不到位 。 具有 主動驅動能力 的康復 器械能夠讓醫(yī)務人員對康 復過程進行把握，引導和 規(guī)范運動軌跡，解決上述 問題 Status quo 當前，外骨骼的開發(fā)是國 內外機器人控制領域的 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而開 發(fā)的 國內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 2001

3、 eLEG 加州大學伯克利分 校 2010 Status quo 國外發(fā)展較早，控制理論 成熟 國內對這類智能康復器械 的認識相對較晚，目前尚 未出現(xiàn)一套完善的設備 因此，開發(fā)出一套可靠的 下肢康復外骨骼不僅具有 一定的經濟意義，也能有 效促進國內 仿生控制領域 的發(fā)展 ALEX 特拉華大學 2010 REX 新西蘭 Rex Bionics 2010 Goal 主要： 1.設計出擁有膝、踝關節(jié)的下肢外骨骼康復機器人單 腿樣機，該樣機具有驅動元件、控制電路以及傳感器 元件，可在腿部固定，尺寸外形可調節(jié)。 次要： 2.開發(fā)初步的控制算法，驅動下肢外骨骼，達到適應 和引導人體下肢運動的目的，并允許在此基礎上進行 的升級和改進。 Schedule Innovation 在結構上加入更多 可供調節(jié) 的細節(jié)； 引入主被動 運動模式切換 的結構； 引入 柔性結構 。