下肢康復機器人的控制與虛擬現(xiàn)實技術研究.pdf

1、本文結合臨床康復療法的特點，針對實驗室研發(fā)的下肢康復機器人設計開發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實的下肢康復訓練系統(tǒng)。該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的運動康復療法參數(shù)化和定量化，并結合虛擬現(xiàn)實技術大大提高了康復訓練的效率。
　　首先，本文對康復機器人進行運動學和動力學分析，求解出康復機器人運動學正反解和單腿的拉格朗日動力學方程，根據(jù)運動學和動力學設計被動訓練和主動訓練的控制方案。被動訓練是康復機器人帶動患者完成設計好的訓練動作，控制上主要是對機械腿末端進行軌跡規(guī)劃，

2、本文提出五種被動軌跡訓練模式。主動訓練要根據(jù)患者的主動意愿完成動作，為了準確獲取患者運動意圖，建立了人機結合的動力學方程。本系統(tǒng)為給患者設計更科學的康復訓練方案，提出基于層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)的康復評價方法，該方法可以定量地對患者進行康復評價，方便醫(yī)師對患者設定科學的訓練方案。
　　然后，結合虛擬現(xiàn)實技術設計出兩個虛擬現(xiàn)實場景，配合康復機器人完成對患者的康復訓練?；谔摂M現(xiàn)實

3、的下肢康復訓練系統(tǒng)，一方面可以減少康復醫(yī)師的勞動強度，另一方面可以提高患者訓練過程中的主觀能動性，提高康復效率。為了方便醫(yī)師集中管理患者訓練情況，提出遠程康復訓練方案，醫(yī)師通過主機可以集中對多名患者進行任務設定，并可以實時查看患者訓練參數(shù)。
　　最后，通過實驗驗證該訓練系統(tǒng)的可行性。一方面要對規(guī)劃軌跡進行驗證，分析了規(guī)劃軌跡的合理性和機械腿運行的平穩(wěn)性能。另一方面要對人機結合的主動訓練進行實驗，驗證主動訓練方案的正確性和合理性。還