下肢外骨骼康复机器人系统设计与未来发展：优化与控制策略

本章节为上海交通大学硕士学位论文，主题聚焦于"总结与展望：下肢外骨骼康复行走机器人控制系统设计"，由朱小标同学撰写，指导教师为谢叻教授。论文主要探讨了下肢外骨骼机器人的关键技术和应用，特别是在解决偏瘫患者行走康复问题上的创新。 在研究工作中，作者针对下肢外骨骼机器人存在的问题，进行了机械结构的优化设计。通过对机器人背部、踝关节和足底的改进，利用UG和AutoCAD等软件建立了完整的机器人模型，实验结果显示这些优化设计有效地提高了机器人背部的交互功能和踝关节的限位性能，同时赋予足底一定的运动柔性，确保了机器人的动态稳定性。 在运动学分析方面，论文结合正常人的步态功能，通过ADAMS软件对机器人进行动力学仿真，为外骨骼步行运动提供了理论支持。针对偏瘫患者，设计了两种运动控制模式，一种基于步态的控制策略被应用于原型机的实验，验证了其有效性和合理性。此外，还提出了外骨骼的人机交互控制策略，以提升康复体验和交互性。 控制系统的设计采用PC机作为上位机，EPOS控制器作为下位机，通过USB和CAN总线实现了上、下位机之间的通信。利用VC++编程语言，构建了控制软件界面，实现了数据的实时显示和存储，确保了电机控制和数据采集的需求。实验表明，搭建的硬件系统和控制软件满足了外骨骼机器人基本的行走功能，为进一步的研究和实际应用奠定了基础。 展望未来，作者表示该研究项目仍处于发展阶段，将继续关注机器人开发过程中遇到的问题，并寻求解决方案。目标是进一步提升外骨骼机器人的性能，提高康复效果，使其在医疗康复领域发挥更大的作用。 总结而言，这篇论文不仅涵盖了下肢外骨骼机器人的机械设计、运动学分析、控制策略，还强调了实际应用中的系统集成和技术发展趋势，展现了作者对该领域的深入理解和技术创新。