下肢外骨骼康复机器人关节运动轨迹分析与步态测试研究

摘要

本研究针对一款下肢外骨骼康复机器人(lower limb exoskeleton rehabilitation robot,LLERR)进行了关节运动轨迹分析与步态测试研究。分别通过D-H法和拉格朗日法对外骨骼机器人单侧下肢进行运动学和动力学建模分析,得出各运动关节间运动学与动力学关系。通过虚拟样机仿真验证提出的外骨骼机器人模型理论分析的正确性,分析了误差来源。通过使用人体模型进行样机穿戴测试,对预设步态过程中外骨骼机器人的位置和速度进行跟踪,验证了行走过程中步态相位的稳定性。招募受试者在光学运动捕捉环境下进行样机穿戴步态测试,结果表明外骨骼机器人带动人体下肢进行规划步态行走达到预期效果。测试结果从主、客观角度验证了下肢外骨骼康复机器人的稳定性和有效性。