在我國,有上千萬人長期承受著由于行走功能障礙而帶來的生理與心理的痛苦,例如腦卒中患者、脊髓損傷患者、以及老年人等。下肢行走功能障礙人群在日常生活中需要依靠輔助裝置來滿足基本活動需求,減輕并發(fā)癥,提高生活質量。但是,支架、矯形器等輔助站立裝置不能實現肢體的運動功能,拐杖、輪椅等輔助運動設備以移動功能為主,無法實現“行走”感�？纱┐魍夤趋罊C器人是一種穿戴于人體肢體或軀干外部,與人體肢體協(xié)同運動,為人體提供支撐、為肢體提供助力、輔助肢體運動,從而提升人體機能的交互式機器人系統(tǒng)。近10年來,大量研究瞄準輔助醫(yī)療領域,推動助行外骨骼機器人成為當前國內外研究的熱點方向之一。然而,現階段的助行外骨骼機器人仍存在本體繁重、操作復雜、步態(tài)固定等若干問題,離真正實用化尚存在一定距離。本文面向下肢行走功能障礙人群日常行走輔助的基本需求,研制一款輕便型的助行外骨骼機器人,聚焦研究安全自然的步態(tài)生成方法,以理論研究結合實驗測試的方法,開展助行外骨骼機器人的系統(tǒng)綜合設計、在線步態(tài)生成方法、步態(tài)自然穩(wěn)定調整策略等方面研究內容,提升助行外骨骼機器人的適應性與實用性。首先,明確輕型化、纖薄化的設計目標與輔助行走功能障礙... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

ReWalk機器人公司的Fig.1-1RewalkTMexoskeleton

第1章緒論-3-戴者的髖、膝和踝關節(jié)對齊。背包電池被移動到更低的位置，減輕了穿戴者肩部的承重量。2016年，ReWalk6.0在Cybathlon殘疾人運動會動力外骨骼比賽中取得了第一名。圖1-1ReWalk機器人公司的RewalkTM外骨骼機器人[20-23]Fig.1-1RewalkTMexoskeletonofReWalkRoboticsLtd.[20-23]美國加州大學伯克利分校（UniversityofCalifornia,Berkeley）在2004研制增強士兵力量和耐力的單兵作戰(zhàn)外骨骼機器人BLEEX（BerkeleyLowerExtremityExoskeleton）的基礎之上，于2010年轉向民用醫(yī)療方向，成立伯克利仿生公司（BerkeleyBionicsInc.），推出助行eLEGS外骨骼機器人[24,25]。2011年更名為Ekso仿生公司（EksoBionicsHoldings,Inc.），于2012年推出產品EksoTM外骨骼機器人[26-28]，如圖1-2所示。Ekso自重約23kg，采用鋰電池供電，利用電機驅動雙腿的髖關節(jié)與膝關節(jié)，需配合拐杖共同使用。Ekso適用于身高157cm至193cm之間，體重不超過100kg的穿戴者，受用對象為脊柱損傷和中風偏癱患者。外骨骼機器人配置了尼龍捆綁、背包式后背支架和肩部背帶，能夠在1-2分鐘內穿戴好。圖1-2Ekso仿生公司的EksoTM外骨骼機器人[25-28]Fig.1-2EksoTMexoskeletonofEksoBionicsHoldings,Inc.[25-28]

第1章緒論-3-戴者的髖、膝和踝關節(jié)對齊。背包電池被移動到更低的位置，減輕了穿戴者肩部的承重量。2016年，ReWalk6.0在Cybathlon殘疾人運動會動力外骨骼比賽中取得了第一名。圖1-1ReWalk機器人公司的RewalkTM外骨骼機器人[20-23]Fig.1-1RewalkTMexoskeletonofReWalkRoboticsLtd.[20-23]美國加州大學伯克利分校（UniversityofCalifornia,Berkeley）在2004研制增強士兵力量和耐力的單兵作戰(zhàn)外骨骼機器人BLEEX（BerkeleyLowerExtremityExoskeleton）的基礎之上，于2010年轉向民用醫(yī)療方向，成立伯克利仿生公司（BerkeleyBionicsInc.），推出助行eLEGS外骨骼機器人[24,25]。2011年更名為Ekso仿生公司（EksoBionicsHoldings,Inc.），于2012年推出產品EksoTM外骨骼機器人[26-28]，如圖1-2所示。Ekso自重約23kg，采用鋰電池供電，利用電機驅動雙腿的髖關節(jié)與膝關節(jié)，需配合拐杖共同使用。Ekso適用于身高157cm至193cm之間，體重不超過100kg的穿戴者，受用對象為脊柱損傷和中風偏癱患者。外骨骼機器人配置了尼龍捆綁、背包式后背支架和肩部背帶，能夠在1-2分鐘內穿戴好。圖1-2Ekso仿生公司的EksoTM外骨骼機器人[25-28]Fig.1-2EksoTMexoskeletonofEksoBionicsHoldings,Inc.[25-28]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于穩(wěn)定閾度分析的外骨骼動態(tài)步長規(guī)劃方法[J]. 陳春杰,張邵敏,王燦,吳桂忠,吳新宇.  儀器儀表學報. 2017(03)
[2]外骨骼輔助行走中平衡控制技術的研究[J]. 張向剛,張明,秦開宇,付常君,呂昀璉.  載人航天. 2016(06)
[3]下肢攜行外骨骼系統(tǒng)建模及控制[J]. 楊秀霞,楊曉冬,王亭,楊智勇.  艦船電子工程. 2016(04)
[4]基于MLX90316的方向盤轉角檢測系統(tǒng)設計[J]. 楊超,韓峻峰,郭毅鋒,田博.  科技視界. 2016(02)
[5]面向康復工程的助行可穿戴外骨骼機器人的人類工效學設計[J]. 邱靜,程洪,過浩星.  計算機科學. 2015(10)
[6]中國老年人口失能率及失能規(guī)模分析——基于第六次全國人口普查數據[J]. 潘金洪,帥友良,孫唐水,張吟鶴,薛曉華,周長青.  南京人口管理干部學院學報. 2012(04)
[7]基于接觸力信息的可穿戴型下肢助力機器人傳感系統(tǒng)研究[J]. 孫建,余永,葛運建,陳峰,沈煌煥.  中國科學技術大學學報. 2008(12)
[8]步態(tài)分析的臨床應用[J]. 勵建安,孟殿懷.  中華物理醫(yī)學與康復雜志. 2006(07)

博士論文
[1]基于柔性外骨骼人機智能系統(tǒng)基礎理論及應用技術研究[D]. 張佳帆.浙江大學 2009
[2]可穿戴型助力機器人技術研究[D]. 陳峰.中國科學技術大學 2007



本文編號：3578748