下肢外骨骼康复机器人系统设计与研究

薛增飞^1,2，赵新刚¹，林光模^1,2，苏陈³

1. 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室2. 中国科学院大学3. 燕山大学机械工程学院

摘 要：针对脑卒中等神经系统损伤造成的运动功能障碍,原位康复是有效的康复手段。下肢助力外骨骼机器人能够帮助患有下肢运动碍的患者实现行走或者康复训练,满足原位康复要求。设计了一款下肢助力外骨骼,此外骨骼单腿有5个自由度,膝关节和髋关节在矢状平面的屈伸是主动关节,每1个关节由滚珠丝杠和滑块摇杆机构组成,踝关节的背/跖屈采用弹簧来提高阻尼。分析了传动机构的传动特点,组建了外骨骼系统,包括传感器、总线结构、电源等。利用vicon运动捕捉系统采集人体关节的运动轨迹,作为外骨骼关节的参考轨迹。最后,在实验样机上进行了实验,结果表明,在拐杖帮助下,外骨骼机器人能够按照预定义的轨迹行走,能够实现对轨迹跟踪。

关键词：外骨骼机器人;步态;下肢;行走;