基于CMAC神经网络的康复机器人的智能控制技术 被引量：8

1

作者 吕广明 孙立宁 沈刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期662-665,共4页

康复机器人是目前的热点方向之一.建立了五自由度上肢康复机器人的CMAC神经网络控制模型.在此模型基础上,通过对正常人肌电信号的训练学习,修正了网络的权值,得到了较为理想的控制模型.最后,通过病人的肌电信号,得到了良好的输出结果.... 康复机器人是目前的热点方向之一.建立了五自由度上肢康复机器人的CMAC神经网络控制模型.在此模型基础上,通过对正常人肌电信号的训练学习,修正了网络的权值,得到了较为理想的控制模型.最后,通过病人的肌电信号,得到了良好的输出结果.仿真实例表明,CMAC方法比其他神经网络方法收敛快,学习精度高,且具有更好的网络泛化能力,可以用于五自由度上肢康复机器人的智能控制. 展开更多

关键词 康复机器人 肌电信号 CMAC神经网络 网络泛化能力 CMAC仿真实例

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气动人工肌肉在康复器械中的应用现状 被引量：9

2

作者 周彬滨 邹任玲 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2020年第4期463-466,共4页

本文介绍国内外气动人工肌肉在康复医疗器械中的应用现状,重点分析近年来气动人工肌肉在上肢和下肢康复器械中的应用,其中上肢康复器械包括手部、手腕和手臂,下肢康复器械包括腿部、膝关节和踝关节;应用实例介绍了气动人工肌肉的工作特... 本文介绍国内外气动人工肌肉在康复医疗器械中的应用现状,重点分析近年来气动人工肌肉在上肢和下肢康复器械中的应用,其中上肢康复器械包括手部、手腕和手臂,下肢康复器械包括腿部、膝关节和踝关节;应用实例介绍了气动人工肌肉的工作特点和应用范围,并且对同功能康复器械对比分析。 展开更多

关键词 气动人工肌肉 上肢康复 下肢康复 康复机器人 综述

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五自由度上肢康复机器人的运动学逆解 被引量：4

3

作者 吕广明 孙立宁 唐余勇 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2007年第1期54-57,共4页

康复机器人是目前研究的热点方向之一,针对五自由度上肢康复机械手臂,在完成手臂几何建模及运动学分析的基础上,求解了五个坐标变换矩阵的逆矩阵,推导了五个自由度θ1-θ5精确的解析解,完成了五自由度康复机械手臂的运动学逆解过程,为... 康复机器人是目前研究的热点方向之一,针对五自由度上肢康复机械手臂,在完成手臂几何建模及运动学分析的基础上,求解了五个坐标变换矩阵的逆矩阵,推导了五个自由度θ1-θ5精确的解析解,完成了五自由度康复机械手臂的运动学逆解过程,为实际的医疗康复机构的位置及速度控制控制提供了依据。 展开更多

关键词 康复机器人 运动学分析 运动学逆解

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基于BP网络的康复机器人的智能控制技术 被引量：3

4

作者 吕广明 孙立宁 陆念力 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期87-90,94,共5页

建立了5自由度上肢康复机器人的BP神经网络控制模型。在此模型基础上,通过对正常人肌电信号的训练学习,修正了网络权值,得到了较为理想的控制模型。最后,通过病人的肌电信号,得到了良好的输出结果。仿真实例表明,BP神经网络方法比传统... 建立了5自由度上肢康复机器人的BP神经网络控制模型。在此模型基础上,通过对正常人肌电信号的训练学习,修正了网络权值,得到了较为理想的控制模型。最后,通过病人的肌电信号,得到了良好的输出结果。仿真实例表明,BP神经网络方法比传统方法收敛快,学习精度高,且具有较好的网络泛化能力,可以用于5自由度上肢康复机器人的智能控制。 展开更多

关键词 康复机器人 肌电信号 BP神经网络 网络泛化能力 仿真实例

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人工智能技术在康复和慢性病管理及辅助诊断的应用进展 被引量：2

5

作者 刘瑞 《中国医学工程》 2021年第7期53-55,共3页

随着新一轮的计算机信息技术的快速发展,人工智能(AI)技术在康复和慢性病管理及辅助诊断领域已经取得了大量的研究成果,有望进一步提高医护工作人员的工作效率。本文聚焦康复和慢性病领域的管理及辅助诊断技术,系统性地介绍以康复机器... 随着新一轮的计算机信息技术的快速发展,人工智能(AI)技术在康复和慢性病管理及辅助诊断领域已经取得了大量的研究成果,有望进一步提高医护工作人员的工作效率。本文聚焦康复和慢性病领域的管理及辅助诊断技术,系统性地介绍以康复机器人和慢性病管理系统为代表的智能化应用,为一线医护科研人员提供了一种新的发展方向,最后展望未来AI技术的发展趋势。 展开更多

关键词 人工智能 深度学习 康复机器人 慢性病管理系统 健康大数据

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可穿戴式上肢康复机器人的运动学分析与仿真 被引量：1

6

作者 王克义 刘艳秋 呼昊 《机电一体化》 2009年第3期32-34,共3页

针对三自由度可穿戴式上肢康复机器人，利用D—H法建立了机器人运动学方程。基于Pro／E软件对机器人进行建模，并导入ADAMS软件进行运动学仿真分析，依此确定了在一定输入条件下机器人的运动状态，为实际的机构控制提供了重要数据。

关键词 可穿戴式康复机器人 D—H法 运动学 ADAMS

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下肢康复训练机器人AVR单片机控制系统 被引量：20

7

作者 张立勋 颜庆 +1 位作者 杨勇 王岚 《机械与电子》 2004年第10期52-55,共4页

研究了一种新型机器人下肢康复训练机器人,它通过模拟正常人的行走姿态,对下肢有运动障碍的病人开展下肢康复训练,有助于病人恢复其一定的运动功能。介绍了它的机械结构和工作原理,以及由AVR单片机实现的控制系统和软件设计。经过实验... 研究了一种新型机器人下肢康复训练机器人,它通过模拟正常人的行走姿态,对下肢有运动障碍的病人开展下肢康复训练,有助于病人恢复其一定的运动功能。介绍了它的机械结构和工作原理,以及由AVR单片机实现的控制系统和软件设计。经过实验及数据分析,样机具有实现模拟正常人的行走姿态的功能。 展开更多

关键词 康复机器人 康复训练 AVR单片机

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下肢康复助行机构本体设计及运动学分析 被引量：13

8

作者 薛渊 吕广明 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第5期131-133,共3页

康复机器人是目前研究的热点方向之一,这里针对人体下肢关节的五自由度模型,设计了下肢康复助行机构,并应用ADAMS对其进行了位移、速度、加速度特性仿真分析,为实际的医疗康复及机构的智能控制提供了重要数据。

关键词 康复机器人 下肢康复助行机构 ADAMS仿真

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医用机器人的发展方向 被引量：13

9

作者 王田苗 张大朋 刘达 《中国医疗器械杂志》 CAS 2008年第4期235-238,共4页

医用机器人已成为机器人研究领域研究热点之一。重点介绍了医疗外科机器人、康复医疗机器人、医院服务机器人在国内外的研究及应用现状,并探讨了今后的发展方向。

关键词 微创外科手术机器人 康复医疗机器人 医院服务机器人 手术规划

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一种新型三自由度下肢康复训练机器人步态机构运动分析及仿真 被引量：11

10

作者 张晓超 张立勋 颜庆 《自动化技术与应用》 2005年第3期32-35,共4页

本文针对一种新型三自由度下肢康复训练机器人步态机构 ,建立了运动学方程 ;进行了运动方程解算 ;利用Simulink数学仿真工具进行了运动学仿真 ;根据理论和仿真结果 ,讨论了机构几何参数对步态轨迹的影响 ;仿真结果表明该机构能够模拟步... 本文针对一种新型三自由度下肢康复训练机器人步态机构 ,建立了运动学方程 ;进行了运动方程解算 ;利用Simulink数学仿真工具进行了运动学仿真 ;根据理论和仿真结果 ,讨论了机构几何参数对步态轨迹的影响 ;仿真结果表明该机构能够模拟步态运动轨迹及脚踝运动姿态 ;分析结果为机构的结构优化设计和控制系统设计提供了必要根据。 展开更多

关键词 康复训练机器人 步态 运动学 仿真

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绳索牵引并联康复机器人的建模与控制 被引量：14

11

作者 张立勋 刘攀 +1 位作者 王克义 张今瑜 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期81-85,共5页

针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了一种绳索牵引并联康复机器人.在对机器人进行运动学和静力学分析的基础上,利用牛顿—欧拉法建立了机器人的动力学方程.在给出力分解模型的基础上,提出了一种力/位并行控... 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了一种绳索牵引并联康复机器人.在对机器人进行运动学和静力学分析的基础上,利用牛顿—欧拉法建立了机器人的动力学方程.在给出力分解模型的基础上,提出了一种力/位并行控制策略:位置环和力环分别用于实现患者骨盆运动轨迹和绳索张力大小的控制.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能满足对轨迹跟踪要求,而且具有很好的鲁棒性. 展开更多

关键词 绳索牵引 力控制 骨盆运动轨迹 康复机器人

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下肢康复训练机器人步态规划及运动学仿真 被引量：13

12

作者 张立勋 张晓超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期187-191,共5页

为满足神经受损患者步行康复训练需要,设计了一种具有四自由度步态机构的下肢康复训练机器人,建立了步态机构正逆运动学解析模型;为使机器人能模拟不同步态为患者提供多种训练模式,根据步行运动特征,给出了以步长,步态周期及步态时相为... 为满足神经受损患者步行康复训练需要,设计了一种具有四自由度步态机构的下肢康复训练机器人,建立了步态机构正逆运动学解析模型;为使机器人能模拟不同步态为患者提供多种训练模式,根据步行运动特征,给出了以步长,步态周期及步态时相为参数的可调步态规划方法.通过基于Matlab\Simulink\SiMMechanics环境下的机构运动学仿真分析,验证了运动学模型的正确性以及步态规划的可行性,说明该四自由度步态训练机器人可以模拟正常人步行时的步态和脚踝运动姿态,满足患者步态训练需要.仿真结果还可用于步态机构的参数优化设计,并为后续人机控制系统研究提供必要数据和研究基础. 展开更多

关键词 康复机器人 步态规划 机构模型 运动学仿真

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坐卧式下肢康复机器人的被动训练控制 被引量：12

13

作者 吕显耀 杨炽夫 +1 位作者 姜峰 韩俊伟 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第4期244-247,共4页

考虑到下肢康复机器人很难获得精确、完整的数学模型,而且在建立模型时需要进行合理的近似处理,因此忽略了外部干扰、参数误差、未建模的动态和摩擦等不确定因素,这些原因导致控制性能不佳。基于此提出了一种基于计算力矩法的神经网络... 考虑到下肢康复机器人很难获得精确、完整的数学模型,而且在建立模型时需要进行合理的近似处理,因此忽略了外部干扰、参数误差、未建模的动态和摩擦等不确定因素,这些原因导致控制性能不佳。基于此提出了一种基于计算力矩法的神经网络鲁棒控制器,通过计算力矩法对标称模型进行控制,RBF神经网络控制器对系统中未知的不确定项进行补偿,而自适应鲁棒控制器则用来补偿神经网络的逼近误差及外部的干扰,从而提高了系统的动态性能和控制精度,并对算法的稳定性进行了证明。通过实验验证,证明了控制算法的有效性,在被动训练时具有较好的轨迹跟踪性能。 展开更多

关键词 外骨骼 康复机器人 轨迹跟踪 被动训练

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浅谈医疗机器人及发展前景 被引量：10

14

作者 杨振巍 《科技创新导报》 2018年第12期104-105,共2页

随着人类科学技术的不断发展,机器人应用的空间也变得越来越广泛,医疗环境也成为机器人应用的一个重要领域。大量机器人在医疗领域的应用,也必将引领医疗领域的一系列技术创新、甚至伦理领域的变革。本文重点介绍了几种已经投入使用的... 随着人类科学技术的不断发展,机器人应用的空间也变得越来越广泛,医疗环境也成为机器人应用的一个重要领域。大量机器人在医疗领域的应用,也必将引领医疗领域的一系列技术创新、甚至伦理领域的变革。本文重点介绍了几种已经投入使用的典型医疗机器人并对其应用状态进行了描述。 展开更多

关键词 医疗机器人 康复机器人 手术机器人

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下肢康复训练机器人的运动协调仿真 被引量：9

15

作者 张立勋 王克义 张今瑜 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2007年第6期46-50,共5页

随着机器人技术的发展以及人体运动参数化描述的进步,出现了一种新型机器人———康复训练机器人。而下肢康复训练机器人可以模拟正常人的行走位姿,带动下肢有运动障碍的病人进行康复训练。文中采用曲柄摇杆机构来实现人的跨步过程,分... 随着机器人技术的发展以及人体运动参数化描述的进步,出现了一种新型机器人———康复训练机器人。而下肢康复训练机器人可以模拟正常人的行走位姿,带动下肢有运动障碍的病人进行康复训练。文中采用曲柄摇杆机构来实现人的跨步过程,分析了连杆上支点的运动轨迹;利用曲柄摇杆机构中增加的连杆和滑轨来实现脚踝的运动,分析了踝关节的运动相位,且与步态运动相协调;通过Matlab和ADAMS的运动仿真优化该机构的设计,并通过实验验证优化结果的合理性,整体简化了下肢康复训练机器人结构,降低成本。 展开更多

关键词 康复机器人 人体运动 曲柄摇杆 MATLAB ADAMS

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绳牵引康复机器人的动力学分析与控制 被引量：7

16

作者 刘攀 张立勋 +1 位作者 王克义 张今瑜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1335-1339,共5页

针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题,设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型,推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式。... 针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题,设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型,推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式。考虑到该机器人系统具有非线性、强耦合、多输入多输出等特点,采用模糊滑模控制算法来实现骨盆的轨迹跟踪。理论分析和仿真实验结果表明,该控制算法不仅能满足骨盆轨迹跟踪精度的要求,而且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 绳牵引 康复机器人 力/位控制 模糊滑模控制

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康复机器人辅助站立人体质心动量测试及模拟 被引量：8

17

作者 王志强 姜洪源 Roman Kamnik 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期844-850,共7页

为了分析康复机器人辅助站立过程中人体质心动量的变化规律,使用所建模型对机器人辅助站立过程中人体质心轨迹、线性动量和角动量进行了测试。依据拉格朗日方程推导人体质心动量数学模型,并利用辅助平行四边形法确定质心位置。分别对慢... 为了分析康复机器人辅助站立过程中人体质心动量的变化规律,使用所建模型对机器人辅助站立过程中人体质心轨迹、线性动量和角动量进行了测试。依据拉格朗日方程推导人体质心动量数学模型,并利用辅助平行四边形法确定质心位置。分别对慢速、常速和快速辅助站立时,人体质心轨迹、线性动量及角动量进行了测试,利用所推导数学模型,在Matlab/Simulink中建模并对人体质心动量和轨迹进行了模拟。结果表明:当采用不同辅助站立速度时,康复机器人仍能保持人体平稳地完成站立。通过分析质心水平和垂直动量得出:水平动量是站立稳定性的决定因素,而垂直动量是完成竖直站立的决定因素。模拟值与测试值重合度较好,表明所建模型可实现对质心位置和动量的有效预测,为分析辅助站立的稳定性和康复训练奠定了基础。 展开更多

关键词 机械设计 康复机器人 辅助站立 人体质心 线性与角动量

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基于DSP的直流电机控制系统 被引量：1

18

作者 赵阳 王建 张立勋 《应用科技》 CAS 2006年第8期11-14,共4页

介绍了基于TMS320LF2407A的直流驱动的控制系统及其在下肢康复机器人重心控制中的应用,给出基本的硬件结构框图以及控制算法设计.通过速度与位置的双闭环数字PI算法结合DSP的优越性能达到高精度、高可靠性的控制目的,实现了康复机器人... 介绍了基于TMS320LF2407A的直流驱动的控制系统及其在下肢康复机器人重心控制中的应用,给出基本的硬件结构框图以及控制算法设计.通过速度与位置的双闭环数字PI算法结合DSP的优越性能达到高精度、高可靠性的控制目的,实现了康复机器人的重心控制. 展开更多

关键词 康复机器人 重心控制 TMS320LF2407A PI调节 PWM

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一种同/异步四肢联动康复机器人的研究 被引量：4

19

作者 姜礼杰 张方双 +1 位作者 任刚跃 王勇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2381-2390,共10页

为提高偏瘫患者健、患侧肢体协调运动能力,研制了一种新型坐式单驱动四肢联动康复机器人,它能够在主被动模式下为偏瘫患者的肢体提供同异步协同训练。基于平面七连杆变胞机构设计了一种可实现四肢协调运动的训练机构,通过传动系统调节... 为提高偏瘫患者健、患侧肢体协调运动能力,研制了一种新型坐式单驱动四肢联动康复机器人,它能够在主被动模式下为偏瘫患者的肢体提供同异步协同训练。基于平面七连杆变胞机构设计了一种可实现四肢协调运动的训练机构,通过传动系统调节两侧训练机构曲柄的相位差,实现左右两侧肢体同步或异步联合运动;在矢状面内建立人-机模型及训练机构进行运动学分析,从理论上证明该机构能够实现四肢联动的可行性;基于智能移动终端和微控制器开发了上下位机控制系统,并在样机上进行了试验,结果表明试验者在机器人作用下能够实现:肩关节-16.9°~15.1°、膝关节121.5°~172.5°的上下肢协同运动;0~6 r/min速度范围的同/异步被动训练和61.82~227 N足底压力范围的异步主动训练;同/异步训练模式之间可自动切换。 展开更多

关键词 康复机器人 偏瘫患者 四肢联动 同/异步训练 机构设计与分析

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基于绳索驱动的并联康复机器人的研究 被引量：3

20

作者 王卫东 陈柏 +1 位作者 王鹏 陈笋 《中国制造业信息化（学术版）》 2012年第6期31-35,共5页

针对腰部康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动轨迹的问题,设计了由6根绳索牵引的四自由度并联机器人。采用封闭矢量四边形法和Newton-Raphson迭代法建立了该绳索驱动并联平台运动学正、逆解计算模型。基于骨盆运动规律,对绳驱动机... 针对腰部康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动轨迹的问题,设计了由6根绳索牵引的四自由度并联机器人。采用封闭矢量四边形法和Newton-Raphson迭代法建立了该绳索驱动并联平台运动学正、逆解计算模型。基于骨盆运动规律,对绳驱动机器人进行了运动仿真,得出了驱动绳索长度、速度、加速度变化规律,并通过实验验证了所构建并联平台运动学模型的正确性。 展开更多

关键词 康复机器人 运动学模型 运动学仿真

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