定制的轨迹优化和合规的跟踪控制,用于被动上肢康复
Liaoyuan Li1,2, Jianhai Han1,2,3, Xiangpan Li1,2
1School of Mechatronics Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的上肢康复机器人,用于中风后的康复. 它通过定制,优化和精确跟踪的康复轨迹来提高患者的安全性和舒适性,改善神经系统的重塑.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 康复工程 康复工程
背景情况:
- 早期中风后的被动康复促进神经系统的可塑性.
- 康复轨迹需要根据医生的专业知识和患者特定需求进行定制.
- 在机器人辅助康复中,高精度和安全至关重要.
研究的目的:
- 为上肢康复机器人开发和评估轨迹定制,优化和控制算法.
- 提高中风后上肢康复的安全性和有效性.
- 为了确保患者在机器人辅助治疗期间舒适.
主要方法:
- 导入控制用于轨迹定制,补偿关节摩擦和初始负载.
- 改进的蝶优化算法 (BOA) 用于优化非统一的理性B-Spline (NURBS) 曲线.
- 变量增益控制策略用于精确的轨迹跟踪和适应性安全符合人机交互 (HRI) 力量.
- 控制回归运动的错误分类方法.
主要成果:
- 定制力量保持在6N以下.
- 在正常HRI力下,轨迹跟踪误差保持在12mm以内.
- 随着大HRI力 (在0.5秒内) 的适应性,控制增益会降低,从而提高安全性.
- 缓慢的回转运动改善了患者的舒适度.
结论:
- 开发的上肢康复机器人有效地定制,优化和跟踪轨迹,以确保安全舒适的中风后康复.
- 适应性控制策略通过调节机器人对HRI力量的反应来确保安全.
- 这种方法促进了神经系统的重塑,并改善了患者中风恢复的结果.
