下肢外骨骼机器人优化设计与动力学分析：康复行走控制系统的关键技术

本篇硕士学位论文主要探讨了下肢外骨骼机器人在康复行走领域的优化设计及其动力学分析。作者朱小标在导师谢叻教授的指导下，针对下肢外骨骼康复行走机器人控制系统展开深入研究。外骨骼机器人作为一种新兴的医疗设备，旨在通过机器人技术改善偏瘫患者的行走能力恢复。 论文首先回顾了国内外下肢外骨骼机器人的发展现状，着重关注其在康复治疗中的应用优势，如多样性、可编程性以及康复数据记录的精确性，这有助于评估患者的康复进程。在设计阶段，作者考虑了机械结构的优化，旨在减少机械部件之间的干涉，增强机器人的灵活性，以适应人体运动的自然流畅性。 动力学分析是核心部分，作者将人类正常步态周期分为单肢负重相和双肢负重相，因为单肢负重相占据了步态周期的大部分时间。文章详细分析了单肢负重相中的关节运动学和动力学，如大腿与骨盆、小腿与大腿、踝关节与小腿之间的相对运动角度，每个关节的角度运动范围被设定为直立位为零度，伸展或屈曲方向有明确的正负标记。在设计中，特别强调关节运动的合理性，防止超过正常生理范围，以保护患者免受潜在伤害。 通过与正常步态数据的对比，作者验证了外骨骼机器人的运动学和动力学模型的准确性，确保了该康复机器人的设计能够有效地模拟和协助人体自然的步行动作。此外，论文还可能涉及了控制系统的具体设计，包括传感器的配置、信号处理算法以及如何实现对外骨骼运动的精准控制。 这篇论文不仅探讨了下肢外骨骼机器人的机械结构优化，还深入分析了其运动学和动力学特性，为康复行走机器人的实际应用提供了理论支持，对于提高偏瘫患者的生活质量具有重要的实践意义。