用上肢康复外骨架进行活性运动疗法的控制方法的模拟,无力传感器

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 康复工程 康复工程
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 外骨架辅助康复需要准确感知用户的运动意图.
• 传统方法通常依赖于力传感器,增加设备的重量和成本.
• 由于传感限制,现有的系统可能无法完全支持活性运动疗法.

研究的目的:

• 提出一种新的方法来检测外骨架辅助康复中的用户意图,仅使用集成编码器.
• 为了实现积极的运动疗法,而无需添加额外的感官系统.
• 评估拟议的意图检测方法的性能和稳定性.

主要方法:

• 将测量的运动数据与多体系统的计算理想化模型进行比较.
• 使用直接集成到外骨驱动器的编码器进行运动传感.
• 对模型不准确性,测量错误和患者无意动作进行稳定性评估.
• 为动态要求优化比例整数导数 (PID) 控制器参数.

主要成果:

• 该系统在不到一秒的时间内成功检测到用户意图的变化.
• 该方法最大限度地减少了系统加速和产生的联合扭矩之间的比例变化.
• 性能与基于电肌图 (EMG) 的系统相提并论.
• 结果明显优于使用低成本力传感器获得的结果.

结论:

• 拟议的基于编码器的方法有效地检测用户积极康复的意图.
• 这种方法通过减少重量和成本来提高外骨的可用性.
• 这些发现支持这种控制策略对先进的康复机器人的可行性.