四绳索康复机器人动力学建模与张力控制策略

本文主要探讨了"绳索牵引康复机器人"的动力学建模与控制技术，发表于2009年的哈尔滨工程大学学报。该研究旨在解决康复训练中如何精确协调患者骨盆运动轨迹的问题，通过设计一款由四根绳索牵引的三自由度康复机器人来实现这一目标。作者刘攀、张立勋、王克义和张今瑜在论文中采用了力/位置混合控制策略，运用牛顿-欧拉法构建了机器人动力学模型。 动力学模型的建立是核心部分，它基于力与位置的混合控制，能够捕捉到机器人在运动过程中的力和位置关系，为后续的控制策略提供了基础。作者采用计算力矩法设计了一个基于刚性模型的位置控制器，着重分析了绳索刚度对机器人系统性能的影响。他们发现，系统的刚度与绳索的张力密切相关，这意味着通过调节绳索的内部张力，可以有效地改变系统的柔顺性，从而实现对康复机器人运动特性的动态控制。 此外，为了实现刚度控制，作者推导出了机器人系统的刚度矩阵，并通过仿真验证了这种方法的有效性。他们的研究结果表明，通过控制绳索张力，可以灵活地调整康复机器人的动态响应，这对于提供个性化、针对性的康复训练至关重要。 本文的关键词包括“绳索牵引”，“康复机器人”，“轨迹控制”，“柔顺性控制”以及“动力学建模”。这些关键词揭示了研究的重点和应用领域，即在康复治疗中利用机械系统来优化运动控制，提高康复效果。这项工作对于提升康复机器人的临床应用价值具有重要的理论意义和实践指导作用。