基于多模式控制的上肢康复机器人的设计和分析

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复科学 康复科学 康复科学

背景情况:

• 上肢半带来了重大的康复挑战.
• 现有的康复机器人通常具有尺寸和单模式限制.
• 康复专业人士需要高效的工具和数据可视化.

研究的目的:

• 设计一个模块化,六度自由度的上肢外骨架机器人.
• 开发一个同步的sEMG和联合角度采集系统.
• 为了增强半患者的上肢康复.

主要方法:

• 使用Solidworks设计了一个以人类为灵感的外骨机器人.
• 开发了一个八通道同步信号采集系统,用于sEMG和联合角度.
• 采用背向传播神经网络 (BPNN) 进行肘部关节角度预测.
• 实施的PID,双边和主动控制训练模式.

主要成果:

• 在预测和实际肘部关节角度之间实现了强烈的线性回归 (R平方:94.41%).
• 显示平均预测误差为四度.
• 验证了改进的模型稳定性和解决现有机器人的局限性.

结论:

• 开发的外骨机器人和sEMG系统为上肢康复提供了一个有希望的解决方案.
• 系统的模块化和多模式控制提高了适应不同恢复阶段的适应性.
• 这项研究为基于外骨的康复治疗的未来进展提供了基础.