尚振东 张晓兰 徐羡弘 秦效勇

(河南科技大学机电工程学院1,河南 洛阳 471003;Tactiq有限公司2,英国伦敦 UB11 1FW)

向后辅助站立机器人的插补运动控制

尚振东1张晓兰1徐羡弘2秦效勇1

(河南科技大学机电工程学院1,河南 洛阳 471003;Tactiq有限公司2,英国伦敦 UB11 1FW)

为使辅助站立过程符合人体的生理结构和心理需求,针对辅助站立机器人的运动控制进行了研究。对照正常人体站立过程,规划了后向辅助站立的人体重心轨迹,构建了可调座椅式机械结构和站立减重系统。采用逐点比较插补技术,设计了机器人的插补运动控制器。试验中样机可辅助不同身高和体重的人体站立,辅助过程符合人性化要求。试验结果验证了设计方法的可行性。

机器人 辅助站立 插补技术 运动控制 曲线拟合

0 引言

对于下肢残疾患者,除了进行必要的医学治疗和护理之外,还需要在日常生活中进行常规康复训练[1]。大量研究表明,结合辅助器械的持续有规律的物理康复可以帮助患者增强心肺功能,恢复肌肉的张力、耐力和骨骼的强度,防止骨脱钙、预防压疮和尿路感染。同时,患者心情愉悦指数和生活质量也都得以提升[2-5]。另外,残疾患者和老年人的很多日常活动如洗浴、更衣等都需要辅助站立。

传统辅助站立装置[6-12]普遍存在自动化程度不高、不符合人性化要求等问题。为解决这些问题,在研究正常人体站立过程的基础上,将插补技术应用于向后站立辅助机器人的运动控制中,并通过试验对控制策论进行了验证。……