智能轮椅下肢康复机器人：协调控制算法与实验验证

下肢康复机器人系统设计与协调控制算法研究针对神经系统疾病如脑卒中、脊髓损伤和下肢退行性关节疾病导致的肢体功能障碍，这些疾病往往需要患者接受长期且个性化的康复训练。本文的主要贡献在于设计了一款创新的轮椅式下肢康复机器人，它具备坐、立、躺三种工作模式，旨在提供全方位的康复支持。 在机器人站立状态下，设计的关键在于主动步行训练模式中的协调控制策略。该机器人通过实时解算人体前进速度，并将其映射到轮椅式底盘电机的速度上，使得下肢功能障碍患者在进行步态训练时，能够与机器人平台保持同步。这种协调控制技术确保了机器人与患者动作的一致性，提高了康复训练的效果和安全性。 实验结果显示，下肢外骨骼（通常指用于辅助或替代人体运动的机器人装置）行走的速度曲线与轮椅车体的速度曲线基本保持一致，这表明了机器人系统能够有效地模拟人类步态，从而实现人机协同运动。这种协调控制不仅有助于恢复患者的步态功能，还能提升康复训练的舒适性和参与度。 此外，文章强调了下肢外骨骼康复机器人系统设计的重要性，以及协调控制算法在其中的作用。通过精准的控制，机器人可以根据患者的康复需求和能力调整运动参数，提供个性化的康复路径。关键词“下肢外骨骼康复机器人”、“协调控制”和“机器人系统”突出了研究的核心技术，强调了该领域的前沿性和实用性。 这篇研究发表在《计算机系统应用》杂志上，对于康复工程、生物医学工程和智能机器人技术等领域具有重要参考价值。对于临床医生、康复治疗师以及机器人技术开发者来说，理解和掌握这一算法有助于开发出更先进、更人性化的下肢康复解决方案。