王晓峰 李醒 王建辉

基于无模型自适应的外骨骼式上肢康复机器人主动交互训练控制方法

王晓峰1,2李醒1王建辉1,2

设计了一种基于无模型自适应的外骨骼式上肢康复机器人主动交互训练控制方法.在机器人与人体上肢接触面安装力传感器采集人机交互力矩信息作为量化的主动运动意图,设计了一种无模型自适应滤波算法使交互力矩变得平滑而连贯;以人机交互力矩为输入,综合考虑机器人末端点与参考轨迹的相对位置和补偿力的信息,设计了人机交互阻抗控制器,用于调节各关节的给定目标速度;设计了将无模型自适应与离散滑模趋近律相结合的速度控制器完成机器人各关节对目标速度的跟踪.仿真结果表明,该控制方法可以实现外骨骼式上肢康复机器人辅助患者完成主动交互训练的功能.通过调节人机交互阻抗控制器的相应参数,机器人可以按照患者的运动意图完成不同的主动交互训练任务,并在运动出现偏差时予以矫正.控制器在设计实现过程中不要求复杂准确的动力学建模和参数识别,并有一定的抗干扰性和通用性.

无模型自适应,康复机器人,主动交互,力传感器,阻抗控制

DOI10.16383/j.aas.2016.c160057

大量研究表明上肢康复机器人在脑卒中偏瘫患者上肢康复运动过程中能够发挥很大的作用[1−2],可用于脑卒中康复的各个时期[3].上肢康复机器人辅助患者通过特定的康复功能训练能够促进中枢神经系……