设计和控制上肢康复训练机器人,基于磁铁修复学关节阻尼器

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:

• 半严重损害上肢功能,需要先进的康复解决方案.
• 当前的康复机器人往往缺乏精确的扭矩控制和安全机制.
• 可变缓冲系统为治疗中改善人机交互提供了潜力.

研究的目的:

• 设计和评估一款具有磁修学 (MR) 关节阻尼器的新型康复机器人,用于在半患者中恢复上肢功能.
• 确保稳定和安全的扭矩输出,以便有效的康复训练.
• 通过理论和实验测试验证机器人的性能.

主要方法:

• 设计和理论/实验验证一个磁修学联合阻尼器 (MR联合阻尼器).
• 开发一个用于人类运动的康复训练控制器,将机器人简化为弹阻尼系统.
• 基于反速度和人机交互扭矩的激发电流的动态调整.
• 在各种操作条件下测试上肢康复装置.

主要成果:

• 该MR联合阻尼器确保安全和稳定的扭矩传输.
• 康复机器人始终输出稳定的扭矩,在20N设置下平均为20.02N (SD=0.635N).
• 该系统对电机转速变化表现出快速响应 (0.5秒),保持扭矩稳定性 (Avg=20.38 N,SD=0.645 N).

结论:

• 开发的康复机器人有效地恢复了半患者的上肢功能.
• 集成的MR关节阻尼器提供可靠和稳定的扭矩控制,对于安全的康复至关重要.
• 机器人的动态控制系统确保了一致的性能和响应能力,提高了治疗结果.