声明
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状及关键技术综述
1.2.1 下肢康复训练机器人结构及驱动方式
1.2.2 步态规划研究在康复训练领域的发展概述及分析
1.2.3 人机交互协作控制研究在康复训练领域的发展概述及分析
1.3 论文研究内容与章节安排
第2章 步态康复训练人机共融系统
2.1 引言
2.2 步态康复训练人机共融系统总体架构
2.3 临床步态康复中的康复医学基础
2.4 柔性下肢步态康复训练机器人人机匹配设计
2.4.1 人体下肢结构及行走特征
2.4.2 步态康复训练机器人
2.4.3 气压比例驱动系统
2.4.4 机器人及驱动系统关键参数确定
2.5 理疗师穿戴外骨骼操控机构
2.5.1 操控机构结构
2.5.2 气压比例驱动系统
2.5.3 关节操纵力矩可调控原理
2.5.4 关节操纵力矩的重力补偿
2.6 本章小结
第3章 理疗师交互下的机器人步态规划方法
3.1 引言
3.2 基于李群和旋量理论的运动学建模
3.2.1 基于指数积方法的正运动学建模
3.2.2 基于Paden-Kahan子问题求解的逆运动学建模
3.2.3 足跟末端物体速度矢量及雅可比矩阵
3.3 理疗师交互下的三维步态时空规划方法
3.3.1 理疗师空间与机器人空间的康复步态轨迹映射
3.3.2 理疗师空间与机器人空间的速度映射
3.3.3 减重机构与电动跑台运动规划
3.4 理疗师步态数据的机器学习方法
3.4.1 l1约束的Huber损失最小化学习算法
3.4.2 理疗师实测步态数据的回归学习
3.5 步行训练起始段与终止段步态规划
3.5.1 起始段关节轨迹规划
3.5.2 终止段关节轨迹规划
3.5.3 步态规划实例
3.6 本章小结
第4章 基于李群和旋量理论的人机系统动力学建模
4.1 引言
4.2 基于李群和旋量理论的拉格朗日方程动力学建模方法
4.2.1 拉格朗日方程的李群表示
4.2.2 运动旋量及空间速度雅可比矩阵求解
4.2.3 串联机器人关节空间动力学模型的李群表示
4.3 下肢步态康复训练机器人动力学建模
4.3.1 机器人关节空间动力学模型
4.3.2 机器人关节空间动力学仿真
4.4 人体步行动力学建模
4.4.1 步行运动生物力学原理
4.4.2 摆动腿动力学模型
4.4.3 支撑腿动力学模型
4.4.4 人体步行动力学模型及仿真
4.5 人机系统动力学建模与特性分析
4.6 本章小结
第5章 步态康复训练人机共融系统自适应控制策略
5.1 引言
5.2 步态康复训练人机共融控制系统总体架构
5.3 关节空间康复步态轨迹控制策略研究
5.3.1 气动比例阀控缸系统及独立关节位置控制算法
5.3.2 线性解耦轨迹跟踪控制算法
5.3.3 仿真研究
5.3.4 两种关节空间底层控制策略的对比
5.4 基于导纳模型的交互层自适应控制策略
5.4.1 人机交互模型的确定
5.4.2 基于Sigmoid函数的变参数导纳控制算法
5.4.3 基于强化学习的参数自适应导纳控制算法
5.5 本章小结
第6章 样机系统控制试验及康复训练试验研究
6.1 引言
6.2 步态康复训练人机共融系统试验样机
6.2.1 步态康复训练机器人
6.2.2 理疗师穿戴操控外骨骼
6.2.3 气压比例驱动及伺服控制系统
6.3 理疗师交互下的步态规划试验
6.3.1 平地步态规划试验
6.3.2 电动跑台上的全程步态规划试验
6.4 关节空间康复步态轨迹控制试验
6.4.1 单关节气缸位置伺服控制试验
6.4.2 双关节轨迹跟踪控制试验
6.5 康复训练中人机共融控制试验
6.5.1 被动康复训练试验
6.5.2 主动康复训练试验
6.6 本章小结
第7章 结论
7.1 研究工作总结
7.2 论文创新点
7.3 工作展望
（1）生物信号的感知融合
（2）理疗师操控机构的仿生皮肤化设计
（3）快速准确的康复训练评价方法
（4）临床试验
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
