适应人体重心起伏的悬吊减重康复系统设计

作者:王创; 陈文杰; 陈伟海; 孙先涛; 林岩
来源:北京航空航天大学学报, 2022, 1-13.
DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0605

摘要

减重系统对下肢患者的行走康复训练有重要影响。现有的下肢康复外骨骼减重装置大多只考虑如何减去患者体重的百分比,而忽略患者身体重心起伏。由于外骨骼的骨盆支架在竖直方向运动轨迹固定,患者步态的微小变化就会导致重心高度与骨盆支架运动轨迹不符,这一差异会作用到患者的骨盆位置,影响下肢关节的活动,并产生额外的风险。针对这一问题,通过采集足底压力来预测重心位置变化,并利用获得的重心轨迹解算出应施加的减重力,为患者训练提供安全有效减重。该方法的可行性已获仿真证实,并在研发的外骨骼减重系统上获得实际验证,模糊控制器跟踪重心轨迹的误差相比PID控制减少21.2%,稳态误差维持在±1 mm范围内,髋膝关节的活动范围相比常规减重分别增加14.36%和13.77%。

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