下肢康复训练机器人肌电感知患者主动力矩与按需助力控制方法

作     者：李沛业 张小栋 周正正 祝珂 崔玙璠 贺琛 马瑞 

作者机构：西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室西安710049 中航创世机器人(西安)有限公司西安710043 

基　　金：中航创世机器人(西安)有限公司“外骨骼机器人脑肌电控制技术研究”项目(项目编号:20211031)资助 

出 版 物：《机器人技术与应用》 (Robot Technique and Application)

年 卷 期：2024年第2期

页      码：31-36页

摘      要：现有下肢康复训练机器人主要依赖于预定轨迹跟踪的被动康复模式,难以体现患者在康复训练过程中的主动运动意图,进而完成“人进机退”主动康复训练。本文将肌电信号(EMG)和阻抗控制相结合,提出了一种下肢康复训练机器人肌电感知患者主动力矩与按需助力控制方法。首先,对中航创世机器人(西安)有限公司的NovoSkeleton下肢康复训练机器人产品(以下简称NovoSkeleton)进行了按需助力控制需求分析,论证了将患者肌电信号用于主动康复控制的优势。其次,用CNN-LSTM网络建立了肌电和下肢主动关节力矩的映射关系,设计并搭建了基于肌电感知患者主动力矩的按需助力控制器。最后,基于NovoSkeleton平台进行了二次开发与实验验证,实验结果表明,本文所提出的肌电感知患者主动力矩与按需助力控制方案有效表达了受试者的主动运动意愿,使机器人的辅助力矩能根据步态做出适应性调整,满足了理想轨迹跟踪和按需助力行走的目标。

主 题 词：下肢康复机器人 主动康复 肌电感知 关节力矩解码 人机交互 助力控制 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 080202[080202] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 100215[100215] 10[医学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-6437.2024.02.008

馆 藏 号：203127466...