床边电缆驱动的下肢康复机器人的建模和控制,用于在床上的人
Daoyu Wang1, Jicai Li2, Zhuo Jian2
1Academy for Engineering and Technology, Fudan University, Shanghai, China.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|December 11, 2023
概括
这项研究引入了一种新的床边康复机器人,用于下肢运动. 该设备使用电缆驱动技术和阻抗控制来稳定患者的运动,增强卧床患者的关节运动.
科学领域:
- 康复工程 康复工程 康复工程
- 生物力学 生物力学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 患有急性神经或肢体疾病的患者往往面临着有限的运动能力,需要在床边康复.
- 由于空间限制,目前的住院康复主要是手动的.
- 现有的方法可能无法提供一致或可量化的治疗输入.
研究的目的:
- 开发和评估一台床边电缆驱动的下肢康复机器人.
- 提高卧床患者康复的稳定性和有效性.
- 在机器人系统中应用吊带运动治疗原则.
主要方法:
- 设计了一台电缆驱动的下肢康复机器人,整合了吊带运动治疗概念.
- 开发了一个人类电缆合控制器,利用人类下肢关节的阻抗识别.
- 控制器可以动态调整电缆驱动力阻抗,以实现稳定的人机交互.
主要成果:
- 机器人在部 (85°) 和膝盖 (90°) 关节的最大曲方面取得了显著的改善.
- 膝关节轨迹的平均圆环宽度减少了63.84%.
- 脚关节的平均振荡减少了56.47%.
结论:
- 开发的床边电缆驱动的康复机器人有效地提高了下肢关节的移动性.
- 在康复中,人类关节阻抗识别对于稳定人-电缆合系统至关重要.
- 这种机器人方法为在有限空间的住院病房中提供了物理治疗的有希望的解决方案.
