理疗师交互下的下肢康复训练机器人个性化步态规划方法

作者：郭冰菁; 韩建海^*; 李向攀; 张彦斌; 尤爱民

来源：机器人, 2018, 40(04): 479-499.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.180139

• 人机交互
• 下肢康复训练机器人
• 步态时空规划
• 运动映射
• 旋量理论

针对偏瘫患者的个体差异及病况差异,提出了一种理疗师交互下的下肢康复训练机器人步态规划方法,在理疗师-减重悬吊式康复训练机器人-患者三者共存的复杂环境中,理疗师穿戴主控外骨骼直接行走实现步态时空参数规划,并融入理疗师的医学经验及对患者的评估.首先,基于旋量理论建立运动学模型,实现理疗师空间与机器人空间的运动映射;然后,统一规划机器人关节运动轨迹、减重机构重心调整轨迹及跑步机步速.最后,通过理疗师步态参数的实时采集、运动映射实验及机器人轨迹跟踪实验,验证了步态时空规划方法的有效性.结果表明,髋、膝关节规划角度在人体关节活动范围内,速度变化平稳,关节轨迹规划和重心调整规划均符合人体行走的生理特性.理疗师的参与实现了渐进康复训练中的个性化步态规划.

• 单位
  河南科技大学第一附属医院; 河南科技大学; 机电工程学院