机械工程学报

作者：卢浩, 王洪波, 冯永飞

单位：1. 复旦大学工程与应用技术研究院 上海 200433;2. 上海市老年疾病临床医学研究中心 上海 200040;3. 复旦大学智能机器人教育部工程研究中心 上海 200433;4. 上海智能机器人工程技术研究中心 上海 200433;5. 宁波大学机械工程与力学学院 宁波 315211

关键词：下肢康复机器人,人机耦合动力学,柔顺控制,临床试验；

基金：国家重点研发计划(2019YFB1312500)和国家自然科学基金联合基金(U1913216)资助项目。

针对多关节下肢康复机器人非线性人机交互作用力影响训练过程中舒适度和安全性的问题，提出一种人机耦合动力学建模方法和主动柔顺控制策略。结合脑卒中发病初-中期康复训练特点和降低髋关节输出功率的要求，确定出坐卧式下肢康复机器人自由度配置、自平衡结构原理，并完成具体模型设计。基于简化的人体肌骨模型，考虑人机耦合方式，确定出人机交互作用力模型，进一步给出考虑自平衡结构影响的人机耦合动力学模型。引入环境刚度模拟患者踩踏在不同路面的接触力效果，利用动力学前馈进行关节期望力矩补偿控制，并通过李雅普诺夫定理判定控制系统的稳定性。通过实验验证了轨迹跟踪、力跟踪的准确性，进一步通过临床试验，92.2%的脑卒中患者病情得到缓解，验证了研究内容的可行性和安全性。

来源：2022年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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