资源描述：
《基于实时步态分析的行走辅助外骨骼机器人系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、生物医学工程学杂志2017年4月第34卷第2期•265•·新技术与新方法·基于实时步态分析的行走辅助外骨骼机器人系统谢峥1，王明江1，黄武龙2，雍珊珊2，王新安21.哈尔滨工业大学深圳研究生院电子与信息工程学院（广东深圳 518055）2.北京大学深圳研究生院信息工程学院（广东深圳 518055）【摘要】面向因病痛或自然衰老等原因腿部运动功能受到轻度影响的患者或老年人，本文提出了一种可穿戴外骨骼机器人系统，通过体重支撑的方式减轻双腿在行走过程中对髋、膝、踝关节和腿部肌肉的负载，以实现行走辅助的功能。考虑到使用人群的心理诉求和病症特点，有别于
2、固定式或跟随式康复机器人上配有的减重系统，本文提出的外骨骼机器人结构美观，轻巧便携。系统通过足底压力传感器实时对使用者的步态进行分析，通过步态相的划分，针对各步态相提出不同的控制策略。通过座椅上的压力传感器实时监测外骨骼提供支撑力度的大小，且驱动控制使用比例-积分-微分(PID)控制技术进行力矩控制。机器人系统总重12.5kg，站立时平均辅助支撑约10kg，行走中平均辅助支撑约3kg，起到了一定的体重支撑效果，减轻了行走和站立时对下肢的压力。【关键词】步态分析；体重支撑；外骨骼；比例-积分-微分控制Exoskeletonrobotsyste
3、mbasedonreal-timegaitanalysisforwalkingassistXIEZheng1,WANGMingjiang1,HUANGWulong2,YONGShanshan2,WANGXin'an21.SchoolofElectronicandInformationEngineering,HarbinInstituteofTechnology,ShenzhenGraduateSchool,Shenzhen,Guangdong518055,P.R.China2.SchoolofElectronicandComputerEng
4、ineering,PekingUniversity,ShenzhenGraduateSchool,Shenzhen,Guangdong518055,P.R.ChinaCorrespondingauthor:WANGMingjiang,Email:mjwang@hit.edu.cn【Abstract】Thispaperpresentsawearableexoskeletonrobotsystemtorealizewalkingassistfunction,whichorientedtowardthepatientsortheelderlywi
5、ththemildimpairmentoflegmovementfunction,duetoillnessornaturalaging.Itreducestheloadsofhip,knee,ankleandlegmusclesduringwalkingbywayofweightsupport.Inconsiderationofthecharacteristicsofthepsychologicaldemandsandthedisease,unliketheweightlosssysteminthefixedorfollowedrehabi
6、litationrobot,thestructureoftheproposedexoskeletonrobotisartistic,lightweightandportable.Theexoskeletonsystemanalyzestheuser'sgaitreal-timelybytheplantarpressuresensorstodividegaitphases,andpresentdifferentcontrolstrategiesforeachgaitphase.Thepressuresensorsintheseatofthee
7、xoskeletonsystemprovidereal-timemonitoringofthesupportefforts.Andthedrivecontrolusesproportion-integral-derivative(PID)controltechnologyfortorquecontrol.Thetotalweightoftherobotsystemisabout12.5kg.Theaverageoftheauxiliarysupportisabout10kgduringstanding,anditisabout3kgduri
8、ngwalking.Thesystemshowed,intheexperiments,acertaineffectofweightsupport,andreductionofth
