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下半身帮助人们恢复正常行走能力的机器人研究 摘要:帮助人们恢复正常行走能力的机器人是属于妙手回春的学术方面的机器人领域的妙手回春的学术方面的创作设计的专业性技术和机器人创作设计的专业性技术的组合。中国的年纪大的人代替年轻人人口越来越严重。由于脑心机梗塞就是中风和各种各样的事故的下半身麻痹/片麻痹的生病的人多。他们是特别脆弱的群体急需。下半身身体不健全的人的增加和帮助人恢复的医生的严重不足是主要矛盾。在第十二次计划期间，中国将积极加强帮助人恢复的妙手回春的学术方面的服务能力建设。目前，上肢帮助人们恢复正常行走能力的机器人的研究涵盖了上肢和手的所有关节，下半身帮助人们恢复正常行走能力的机器人的研究相对较少。考虑到目前研究的不好的地方，开发了水平的骨头/水平外骨骼下半身帮助人们恢复正常行走能力的机器人，系统地进行了研究。主要内容概述如下。 锥体外系和小脑系统传导冲动的神经纤维的结构，用肌电仪记录下来的人和动物体内的一种机体中构成器官的单位，由许多肌纤维集合构成。上面有神经纤维，在神经冲动的影响下收缩，引起构成生物体的一部分，由数种细胞机体中构成器官的单位构成，能担任某种独立的生理机能，例如由上皮机体中构成器官的单位、结缔机体中构成器官的单位等构成的，有泌尿功能的肾脏。运动。可分为骨骼肌、平滑肌和心肌三种。生物电图形的机构和人的下半身骨骼筋的解剖学的构造叙述了。分析了与人和动物体内的一种机体中构成器官的单位，由许多肌纤维集合构成。上面有神经纤维，在神经冲动的影响下收缩，引起构成生物体的一部分，由数种细胞机体中构成器官的单位构成，能担任某种独立的生理机能，例如由上皮机体中构成器官的单位、结缔机体中构成器官的单位等构成的，有泌尿功能的肾脏。运动。可分为骨骼肌、平滑肌和心肌三种。力量等级对应的帮助人恢复的健全身体的一些动作方法和方法。基于使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态，设计了水平的骨头/水平外骨骼下半身帮助人们恢复正常行走能力的机器人。机器人由两个腿和可以调节的靠背角度组成。它可以实现不是自己主动的健全身体的一些动作、主动助理健全身体的一些动作和主动助理健全身体的一些动作。详细分析了机器人各部位的机器内部的机器人内部的一些控制系统性的结构、安全界限保护装置和机器人内部的一些控制系统内部的人为控制的系统的硬件结构。建立了单个连接两个物件之间的传送交换物系统的两个物件之间的传送交换物数学公式。不是自己主动的健全身体的一些动作采用以前普遍使用的的pid控制，理论上导出其模型化过程，补偿和分析重力混乱，将多关节受动健全身体的一些动作的机器人内部的一些控制系统内部的人为控制的系统分离成线形，非主要的适应健全身体的一些动作采用模拟应用pid控制战略，模拟其结果。单关节动弹健全身体的一些动作作为“主弹簧”系统模型进行了简化、理论分析。在能动多关节健全身体的一些动作中，为了实现力觉跟踪采用了自适应控制战略。论述了力追踪的适应算法。根据lyapunov稳定性理论解开了力跟踪算法的参数。最后，进行了机器人的不是自己主动的健全身体的一些动作实验，解析了实验的误差。 关键词：帮助人们恢复正常行走能力的机器人；帮助人恢复的健全身体的一些动作；S；动力学建模；模糊控制；控制 Research on Lower Limb Rehabilitation Robot Abstract:Rehabilitation robot is a product of the combination of the biomedical engineering technology with robot technology, which belongs to the medical robots. In China, the aging population is more and more, and the state is getting worse. The number of patients with lower limb dyskinesia or paraplegia caused by stroke or various accidents and disaster is large. They are special vulnerable groups in need of care urgently. The main contradiction is between the numbers patients with lower limb paralysis and the shortage of rehabilitation doctors. China will vigorously strengthen construction of the rehabilitation medical services capacity during the ”Twelfth Five-Year”. Now the research about the upper limb rehabilitation robot already covered every joint of upper limb and hand, while the similar research about lower limb rehabilitation robot is less than it. Aimed to the lack of current research, the author and the other members of the team manufactured an exoskeleton-type lower limb rehabilitation robot and the patient can sit or lying in the seat. This rehabilitation robot is researched systematically, and the main contents are summarized as follows: The neuron construction, mechanism and the anatomical structure of lower limb skeletal muscle are introduced. The rehabilitation training mode and methods correspond to different muscle force levels are analyzed. The exoskeleton-type lower limb rehabilitation robot is designed based on Ergonomics，and the patients can sit or lying in the seat. This robot contains two mechanical legs and a seat. The angle of the seat back can be adjusting. The robot can realized three training modes: passive training mode, assisted training mode and active resistance training mode. The mechanical structure of the robot, the hardware of the control system and the protection device are introduced. keyword:rehabilitation robot; rehabilitation training; S; dynamics modeling; fuzzy control; impedance control 目录 目录 第1章引言 1 1.1课题的简介与意义 1 1.2帮助人们恢复正常行走能力的机器人国内外研究进展 1 第2章帮助人们恢复正常行走能力的机器人结构设计及样机实现 5 2.1人体下半身的尺寸分析 6 2.2帮助人们恢复正常行走能力的机器人各关节结构设计 6 第三章攀爬机器人的研究开发现状 9 3.1样机开发 9 3.2夹持式攀爬机器人 10 3.3对现有样机的总结 11 第四章最优攀爬运动规划 12 第五章未来研究工作展望 14 参考文献 16 I 第1章引言 1.1课题的简介与意义 根据2013年6月在首都召开的第七届世界物理学帮助人恢复的妙手回春的学术会发布的信息，每12秒就有中国新的脑心机梗塞就是中风生病的人，每21秒就有1人心机梗塞就是中风死亡。根据不完全的统计，中国大约有700万心机梗塞就是中风生病的人。年间死亡人数达到150万人。在所有生病的人中，70%~80%患脑心机梗塞就是中风痛苦。身体不健全的人需要帮助人恢复的治疗。在中国急需对年纪大的人、身体不健全的人和患有迟缓性发作的疾病进行帮助人恢复的治疗。脑心机梗塞就是中风的帮助人恢复的健全身体的一些动作是减少障碍率的关键。脑心机梗塞就是中风的3级帮助人恢复的健全身体的一些动作，可以使适合“3-4”当前时期的日常生活动弹（adl）得到恢复。帮助人恢复的治疗的初期帮助人恢复的健全身体的一些动作效果被改善了[ 5 - 7 ]。 中国年纪大的人口调查研究中心报告称，到2013年底，60人以上将达到2.02。2005年，中国帮助人恢复的研究中心在首都完成的中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,呈长圆柱状损伤疫学调查显示，2002年至2002年，中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,呈长圆柱状损伤的发生率呈上升趋势，人均达到60.2例。据此分析，中国每年有近10万新残疾生病的人。此外，交通事故、地震等紧急事态，也会引发众多中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,呈长圆柱状损伤生病的人。中国的帮助人恢复的专业创作设计的专业性技术人员的最新统计为39、833，其中40 %是帮助人恢复的医生，35 %是帮助人恢复的治疗师。我国的主要矛盾是手和脚障碍生病的人、帮助人恢复的医生的巨大差距、帮助人恢复的妙手回春的学术方面的设备的不足、特别是具有非常高昂的创作设计的专业性技术内容的智能帮助人恢复的设备的严重不足。 作为人口年纪大的人代替年轻人的现状，在第十二五年计划中，也发表了加强帮助人恢复的妙手回春的学术能力、整合帮助人恢复的妙手回春的学术的发展和帮助人恢复的健全身体的一些动作构筑的一系列方针，对公共医院改革的目标的文献服务系统中枢神经系统（中枢神经系统）是对帮助人恢复的妙手回春的学术和机器人创作设计的专业性技术的组合来说最重要的妙手回春的学术基础，是最近30年的神经帮助人恢复的健全身体的一些动作领域最重要的成果之一。帮助人们恢复正常行走能力的机器人是包括帮助人恢复的妙手回春的学术、机器人内部的一些控制系统、以应用为主要目的的科学和创作设计的专业性技术、原材料、机器人控制、机器使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态等学科领域。是机器人研究领域的热点。总的目标是更换/支持帮助人恢复的治疗师和开发简化以前普遍使用的一对一的治疗过程的机器人。 1.2帮助人们恢复正常行走能力的机器人国内外研究进展 为