外骨骼机器人

摘要： 针对下肢运动损伤患者的康复需求,提出一种新型下肢外骨骼康复训练器,根据康复评定学中RLA分期法对人体正常步态的描述和人机工程学理论中的人体下肢尺寸及关节特点,对被动康复训练器的机构进行设计;使用SolidWorks建立三维样机模型,制造实物样机;并且建立运动学及动力学模型;通过Matlab仿真分析特出关节运动变化曲线,验证数学模型的正确性;并且通过ADAMS软件进行动力学仿真,验证模型的正常行走步态,并且得出关节角速度,关节角动量,关节力矩等变化曲线。然后分别选取RLA八分法中8个关键时期点的数据,将理论计算和模拟仿真的结果进行比较,分析误差原因。验证了运动模型的正确性,为驱动控制提供参考依据。

摘要： 身穿外骨骼机器人,手拄辅助手杖,在观众的加油声中,北京冬残奥会火炬手杨淑亭缓慢而坚定地走完30米路程,在首钢园内完成了火炬传递。高位截瘫11年,这是她第一次在所有人面前站立行走。脱离轮椅的那一刻,她感受到了一种“发自内心的自信”。“科技改变生活,让不可能变为可能”。北京冬奥组委副秘书长、北京冬奥组委火炬传递专项团队主任徐志军这样描述外骨骼设备体现的理念。

摘要： 下肢外骨骼机器人带动人体下肢来完成行走、站立等动作,此过程的人机交互很密切。在人行走、站立等过程中,随着不稳定因素的产生,会使外骨骼机器人带动人体发生倾倒情况。针对所存在的问题,以ZMP理论为依据,对下肢外骨骼机器人的稳定性进行分析,通过仿真分析最终给出符合下肢外骨骼机器人的稳定性判据。

摘要： 下肢外骨骼机器人方便可穿戴的特性使得其变得热门,同时也要求其本身要对人体的运动意图进行识别判断才能满足人机一体化运动。回顾了往年的实验研究,从单一的力与唯一传感器升级为角度传感器结合的多传感器以及肌电信号传感器等,设备不断升级换代,其相应的识别技术也不断发生着改变。传感器的升级换代,其目的是为解决传统的物理信号传感器在应用过程中存在的信号滞后的缺点,利用生物肌电信号的超前性特点提前预测人体的运动意图,实现外骨骼机器人的人机交互实时性。同时,分析表明生物电信号在外骨骼机器人上的广泛应用提升了信号的实时性,但生物电信号所包含的信息多样化使得其在应用过程中的准确性无法满足,需要配合使用传统的物理信号传感器来进一步提升机器人本身的准确性。人体的运动机理的研究划分结合多传感器的信息融合技术,有助于外骨骼机器人的进一步发展提升。

摘要： 目的·探索下肢外骨骼康复机器人对关节镜下半月板修补术后康复期患者的下肢功能恢复的治疗效果,并与关节功能康复训练器(continuous passive motion,CPM)康复结果进行比较。方法·以同济大学附属同济医院骨科2020年6月至2021年6月收治的膝关节半月板损伤后行关节镜下半月板修补术的90例患者为研究对象,试验未进行双盲法分组及分配隐藏;随机将患者分为常规康复疗法联合CPM训练组(常规组,45例)和常规康复疗法联合下肢外骨骼机器人训练组(外骨骼组,45例),康复训练前收集患者的基线资料。对2组患者在康复训练前(术后4 d)和康复训练后(康复训练2个月后)的膝关节Lysholm评分分级、国际膝关节评分委员会(International Knee Documentation Committee,IKDC)膝关节主观功能评分分级、美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery,HSS)评分、膝关节活动度进行对比分析。记录试验过程中的不良事件。结果·常规组和外骨骼组患者的性别、年龄、病程,膝关节损伤部位及分型间差异均无统计学意义(均P>0.05)。所有患者均完成2个月的康复训练。半月板修补术后常规组和外骨骼组患者康复前Lysholm评分和IKDC评分的优良率、HSS评分和膝关节活动度差异均无统计学意义(均P>0.05);康复训练2个月后2组患者Lysholm评分和IKDC评分的优良率,以及HSS评分均较康复前显著提高(均P0.05),而外骨骼组康复前后膝关节活动度改善有统计学意义(P=0.000),且康复后外骨骼组膝关节活动度显著大于常规组(P=0.001)。康复训练期间,2组患者均未见明显不良反应。结论·对于关节镜下半月板修补术后康复期患者,在同时联合常规康复疗法的情况下,下肢外骨骼康复机器人比CPM对于促进膝关节功能恢复,提高膝关节活动度的效果更加显著。

摘要： 在《钢铁侠》《流浪地球》《阿丽塔》等科幻电影中,无一不展现着人类对于自身能力的无限想象。这些作品中所出现的外骨骼机器人也代表着人机结合的极致形态。

摘要： 针对面向汽车生产线的装配环节,为装配工人设计了一种可穿戴式外骨骼机器人,不但可以降低工人发生肌肉骨骼损伤的风险,还能够提高工人的工作效率,符合我国工业发展的需求,具有良好的经济效益和应用前景。本文使用三维建模软件(Solidworks)进行三维模型的构建,并且针对髋关节、膝关节和踝关节进行了详细设计。在结构设计后使用有限元分析软件(Abaqus)对结构进行了静力学和前三阶的模态分析。静力学分析结果证明,所选的材料和所设计的结构满足实际要求。模态分析求解了前三阶的振型,并求出了振动频率,对于电机和减速器的选型提供了参考。

摘要： 针对有下肢运动障碍的患者,机器人系统与生物医学系统的结合为广大患者带来了福音,通过医学角度对人体运动数据规律的分析,可以更好地研发下肢外骨骼机器人系统。基于人体运动数据作为参考轨迹导入机器人系统的思想,通过三维红外式动作捕捉系统和三维测力平台系统实验采集人体下肢运动数据和足底力数据,利用算法对采集的数据进行滤波和拟合,通过建立下肢外骨骼机器人连杆模型,根据实验数据推导计算出髋关节和膝关节的转动角度和力矩曲线,基于Matlab设计自适应控制器验证了基于实验数据的运动学和动力学分析的有效性,为下肢外骨骼机器人电机的选型和控制系统的设计提供了数据支持和理论依据。

摘要： 各种原因导致的下肢运动功能障碍是当今世界面临的重要公共卫生问题。下肢外骨骼康复机器人是一种新型的可穿戴仿生装置,主要应用于实现下肢运动功能障碍患者的站立和行走,是目前康复医学的研究热点。回顾下肢外骨骼康复机器人的发展历史,该研究领域近些年已经取得了一些突破和发展。未来如果能攻克其便携性、智能化和模块化等技术问题,将使下肢功能障碍患者得到最大化康复成为可能。该文对可穿戴下肢外骨骼康复机器人的关键技术和临床应用进行全面综述,进一步对该领域的研发提出新的展望。

摘要： 康复外骨骼机器人的适用对象主要是存在肢体活动功能障碍的患者,患者可通过外骨骼阶段性、科学性及精准化的训练来完成康复治疗。但目前市面上康复外骨骼机器人种类繁多、形式各异,分类问题是一个难点。根据康复外骨骼机器人在人体辅助位置的不同,对目前国内外具有代表性的康复外骨骼机器人进行了分类汇总;对康复外骨骼机器人的不同驱动方式进行了详细概述,并分析了不同驱动方式的研究现状;在根据康复治疗的所处阶段采取相应训练模式的角度,重点分析了康复外骨骼机器人的针对性训练模式。对目前康复外骨骼的技术重难点进行总结和展望,旨在为后续康复外骨骼机器人的研究提供参考。

摘要： 外骨骼可以增强人力量，近十年来飞速发展，但是其人体生物力学基础研究还不够。我们提出设计外骨骼机器人机构时需要考虑的人体生物力学参数，简介了目前人体生物力学现状，但都未针对外骨骼机构设计研究，并指出了其研究方法的缺陷。基于Anybody人体多肌肉骨骼软件仿真了人体最佳速度1.3m/s步行，验证了仿真软件的可靠性；同时又仿真了人持重物摆动，得到各关节力矩、总功率和最大肌肉活性。该研究方法为进一步人体负重行为研究提供了可行性。

摘要： 外骨骼机器人是一种结合了人类智能和机械力量的装置，由于其在军事领域广泛的应用前景，吸引了各国军方和学者积极地投入研究，本文介绍了外骨骼机器人技术的国内外研究概况，论述了外骨骼机器人技术发展过程中所面临的挑战。

摘要： 本文的目的在于研究上肢外骨骼机器人的工作原理、结构、性能指标及其设计原理。本文首先对上肢外骨骼机器人的运动学与动力学进行了分析，讨论了上肢外骨骼机器人控制系统的结构设计,分析了力与位置的双闭环控制原理；进而，对比地讨论了控制系统各环节的选型设计。随后，讨论了外骨骼机器人控制系统数学模型的建立，得到了控制系统的微分方程，为方程在Matlab软件的Simulink中对上肢外骨骼机器人控制系统的数学模型进行仿真，和其响应特性的分析提供基础。最后，分析了利用DSP进行上肢外骨骼机器人的PID控制。研究结果表明：本文经过对比讨论提出的控制系统符合新的、更高要求的外骨骼机器人的发展方向，可以满足上肢外骨骼机器人的控制要求，达到上肢运动意图模式识别之后的精确控制。

摘要： 外骨骼机器人是一种可以辅助人体运动的人机系统。本文旨在寻找一种应用于外骨骼机器人的肌电信号模式识别方法。本文首先采用功率谱比值法对肌电信号特征提取,再采用基于最小错误率的贝叶斯决策理论对其模式识别,并基于Matlab实现。研究结果表明,本文所采用的功率谱比值法和基于最小错误率的贝叶斯决策理论能够对用于下肢外骨骼机器人的肌电信号进行模式识别,其最大的优点是易于实现,通过Matlab编程能够迅速得到结果。

摘要： 本文深入调研过去几十年中利用“非药物”途径（机器人技术和信号处理技术）对人体手臂震颤现象进行抑制的国内外研究成果，主要包括以下几个方面：1）震颤及其发生机制；2）常见震颤疾病的治疗现状；3）震颤信号采集及其处理方法；4）手臂震颤抑制策略；5）手臂震颤抑制效果的评估研究。本文重点调研利用基于傅里叶变换的信号处理技术对震颤信号进行采集、处理与分析的研究现状，以及利用康复医疗机器人技术对震颤信号进行补偿与抑制的相关策略的研究现状。

摘要： 本文深入调研过去几十年中利用“非药物”途径（机器人技术和信号处理技术）对人体手臂震颤现象进行抑制的国内外研究成果，主要包括以下几个方面：1）震颤及其发生机制；2）常见震颤疾病的治疗现状；3）震颤信号采集及其处理方法；4）手臂震颤抑制策略；5）手臂震颤抑制效果的评估研究。本文重点调研利用基于傅里叶变换的信号处理技术对震颤信号进行采集、处理与分析的研究现状，以及利用康复医疗机器人技术对震颤信号进行补偿与抑制的相关策略的研究现状。

摘要： 本文深入调研过去几十年中利用“非药物”途径（机器人技术和信号处理技术）对人体手臂震颤现象进行抑制的国内外研究成果，主要包括以下几个方面：1）震颤及其发生机制；2）常见震颤疾病的治疗现状；3）震颤信号采集及其处理方法；4）手臂震颤抑制策略；5）手臂震颤抑制效果的评估研究。本文重点调研利用基于傅里叶变换的信号处理技术对震颤信号进行采集、处理与分析的研究现状，以及利用康复医疗机器人技术对震颤信号进行补偿与抑制的相关策略的研究现状。

摘要： 本文深入调研过去几十年中利用“非药物”途径（机器人技术和信号处理技术）对人体手臂震颤现象进行抑制的国内外研究成果，主要包括以下几个方面：1）震颤及其发生机制；2）常见震颤疾病的治疗现状；3）震颤信号采集及其处理方法；4）手臂震颤抑制策略；5）手臂震颤抑制效果的评估研究。本文重点调研利用基于傅里叶变换的信号处理技术对震颤信号进行采集、处理与分析的研究现状，以及利用康复医疗机器人技术对震颤信号进行补偿与抑制的相关策略的研究现状。

摘要： 本文深入调研过去几十年中利用“非药物”途径（机器人技术和信号处理技术）对人体手臂震颤现象进行抑制的国内外研究成果，主要包括以下几个方面：1）震颤及其发生机制；2）常见震颤疾病的治疗现状；3）震颤信号采集及其处理方法；4）手臂震颤抑制策略；5）手臂震颤抑制效果的评估研究。本文重点调研利用基于傅里叶变换的信号处理技术对震颤信号进行采集、处理与分析的研究现状，以及利用康复医疗机器人技术对震颤信号进行补偿与抑制的相关策略的研究现状。

摘要： 本申请公开了柔性外骨骼机器人及其驱动单元。柔性外骨骼机器人的驱动单元包括动力组件和传动组件。动力组件包括电机、第一绕线及第一绕线辊，第一绕线辊与电机的转轴同轴固定连接，第一绕线收卷于第一绕线辊。传动组件包括第二绕线辊、第二绕线及刹停组件，刹停组件与第二绕线辊连接，第二绕线收卷于第二绕线辊并连接第一绕线，在转轴驱动第一绕线辊转动时，第一绕线辊收卷第一绕线，以拉动第二绕线辊释放第二绕线，第二绕线辊转动。其中，刹停组件用于刹停第二绕线辊的转动，以使第二绕线辊停止释放第二绕线，传动组件在第一绕线的牵引下运动。通过上述方式，本申请传动组件的刹停组件可以控制是否将动力组件的驱动动能传动至穿戴者的肢体。

摘要： 本申请提供一种外骨骼机器人的腿部结构和外骨骼机器人，腿部结构包括连接轴、移动件和连接组件，连接组件包括套接在连接轴上的基座和外侧壁形状呈锥形的滑动套，移动件套接在连接轴上，且移动件与基座可拆卸连接，移动件可沿连接轴的轴向相对基座移动，基座具有两端开口的中空腔体，且中空腔体具有与滑动套的外壁形状相匹配的倾斜腔壁，移动件可将滑动套沿连接轴的轴向压入中空腔体内，以使滑动套在中空腔体的腔壁推动下夹紧连接轴。本申请的腿部结构，抱紧连接轴的同时，便于拆卸。

摘要： 本发明公开了一种外骨骼机器人的外骨骼机构及外骨骼机器人，属于外骨骼机器人技术领域，包括包括旋转动力件，还包括腰部固定组件和腿部固定组件，所述腰部固定组件包括支撑背板、左支撑板和右支撑板，左支撑板和右支撑板均与支撑背板插接配合，所述腿部固定组件包括第一夹紧部件和第二夹紧部件。本发明通过支撑背板于患者腰部贴合后，转动旋转把手使控制杆带动控制齿轮旋转，控制齿轮能够同时带动两个调节齿条相向或相背移动，两个调节齿条同步移动能够带动左支撑板和右支撑板同步移动，控制齿轮与两个调节齿条的配合能够精确控制左支撑板和右支撑板的位置，达到根据不同患者的体型精确调节位置，提高本发明的适用性。

摘要： 本发明公开一种外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构及外骨骼机器人，涉及机器人技术领域，以解决目前外骨骼电动关节存在集成性差、结构不可靠、承载载荷小的问题，所述外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构包括桶形结构且用外部动力输出的钢轮，钢轮的内部设置有可转动的电机，电机内部设置有电机主轴；电机主轴的动力输出端上由外端到内侧依次设置有谐波传动减速器和双行星齿轮减速器，电机主轴通过双行星齿轮减速器、谐波传动减速器的传动驱动所述钢轮的转动。本发明提供了一种集成化程度高、柔顺性好、噪音小、旋转力矩大的外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构。

摘要： 本申请涉及一种外骨骼机器人、外骨骼机器人的电路保护方法和电子装置，其中，该外骨骼机器人包括主控设备、电机、电机驱动件和传感设备，该电机驱动件包括电机保护电路，且该电机驱动件连接该电机；该电机驱动件，用于获取该电机保护电路的检测信号，根据该检测信号生成电机检测结果并发送至该主控设备；该主控设备，用于获取该传感设备采集的电机传感信号，并根据该电机传感信号和该电机检测结果控制该电机的工作状态。通过本申请，解决了外骨骼机器人电路保护的安全性低的问题，实现了安全、高效的外骨骼机器人电路保护。

摘要： 本申请涉及一种外骨骼机器人、外骨骼机器人的肢体调节方法和电子装置，其中，该外骨骼机器人包括：主控装置、驱动件和调节机构；该主控装置，连接该驱动件，用于获取预设的目标长度，根据该目标长度生成调节指令，并基于该调节指令控制该驱动件进入驱动状态；该驱动件，用于在该驱动状态下，驱动该调节机构带动该外骨骼机器人中的调长目标运动至该目标长度。通过本申请，解决了外骨骼机器人肢体调节的灵活性和准确性低的问题，实现了快速、精确的自适应外骨骼机器人肢体调节。

摘要： 本实用新型公开一种外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构及外骨骼机器人，涉及机器人技术领域，以解决目前外骨骼电动关节存在集成性差、结构不可靠、承载载荷小的问题，所述外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构包括桶形结构且用外部动力输出的钢轮，钢轮的内部设置有可转动的电机，电机内部设置有电机主轴；电机主轴的动力输出端上由外端到内侧依次设置有谐波传动减速器和双行星齿轮减速器，电机主轴通过双行星齿轮减速器、谐波传动减速器的传动驱动所述钢轮的转动。本实用新型提供了一种集成化程度高、柔顺性好、噪音小、旋转力矩大的外骨骼机器人骨骼关节驱动执行机构。

摘要： 本实用新型公开了一种用于外骨骼机器人的腿长调节机构及外骨骼机器人，腿长调节机构包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设有可供第二连接件在第一连接件内伸缩移动的滑槽以及一个或多个用于限制第二连接件相对于第一连接件移动的锁定机构，第二连接件上固定有齿条，锁定机构包括与齿条相对应的齿粒、螺丝以及与螺丝相对应的旋钮底座，螺丝与旋钮底座螺纹连接，并与齿粒相对设置，螺丝在锁定状态下抵住齿粒，使得齿粒的齿口抵住齿条并与其配合。本实用新型提供的用于外骨骼机器人的腿长调节机构及外骨骼机器人能够灵活便捷地调节外骨骼机器人的腿长，节约占位空间，为其他电路驱动设备腾出空间。

摘要： 本实用新型公开一种搬移托举外骨骼机器人集成电动肘关节及外骨骼机器人，涉及外骨骼装置技术领域，以解决现有上肢液压驱动噪声大、集成度不高、体积重量大等问题。其中：机械小臂的传动端转动式安装在机械大臂上，肘关节的一端转动式安装在机械大臂上，输出丝杠转动式安装在肘关节内，丝杠螺套伸入肘关节内，与输出丝杠螺纹连接，丝杠螺套的另一端与机械小臂的输出端转动连接，驱动电机安装在肘关节上，通过减速齿轮组与输出丝杠传动连接，驱动电机通过输出丝杠控制丝杠螺套伸出肘关节的长度，调节机械大臂和机械小臂间的夹角。上述电动肘关节节结构简单，集成度高，体积重量减小，有效的提高了整机的性能，降低了加工成本，具有很高的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于外骨骼机器人的集成液压驱动装置及外骨骼机器人，涉及外骨骼机器人装置技术领域，以解决现有外骨骼液压缸采用油管连接管路压力损失大、集成度不高、重量大的技术问题。其中：髋关节液压组件包括髋关节缸体、髋关节缸端盖以及髋关节缸活塞杆，髋关节缸端盖安装在髋关节缸体上，髋关节缸活塞杆的一端插装在髋关节缸体内，将髋关节缸体的内腔分为封闭的有杆腔和无杆腔，髋关节缸活塞杆的另一端穿出髋关节缸端盖，髋关节液压缸组件通过油管销组件转动式安装在伺服驱动系统上；油管销组件上设置有有杆腔连接销孔和无杆腔连接销孔，有杆腔和无杆腔分别通过有杆腔连接销孔和无杆腔连接销孔连通油缸，构成进油和回油的双向油回路。