脑卒中瘫痪下肢外骨骼康复机器人的研究

本文研究的是一种用于辅助脑卒中和脊椎损伤患者恢复下肢步行能力的康复医疗机器人。传统的康复医疗方式局限于理疗师个人的经验和能力，而这种机器人是把下肢外骨骼技术运用于康复训练之中，可以将理疗师从繁重的训练任务中解放出来，还可以客观记录训练过程中患者的训练数据，供理疗师分析评价治疗效果；机器人所记录下的详细数据，还可以使理疗师能够深入了解中枢神经康复的规律。 本文首先对人体下肢肌肉骨骼运动机理以及脑卒中和脊椎损伤患者下肢康复方法进行研究，明确了采用机器人的康复目标，并为拟人化的机械结构设计打下基础。 然后通过拉格朗日动力学方程建立人体步行的动力学模型，利用Matlab对动力学模型进行了计算，为控制策略的制定做了准备，并且为后续ADAMS的仿真分析打下理论基础。 接着按照人机工程学和拟人化的原则，采用电机驱动的方式，设计出机器人的机械结构。并基于三维参数化软件Pro/E建立外骨骼下肢康复机器人的实体模型，在动力学仿真ADAMS中进行仿真。 在上述研究的基础上开发出一套下肢外骨骼康复机器人的原型实验系统，包括机械结构的加工和组装、以及控制系统的具体实现。通过实验研究，该系统能够很好的完成对患者下肢的被动训练任务，为今后开展进一步深入研究打下基础。