【摘 要】
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对于由脊髓损伤或脑卒中等疾病所造成瘫痪的病人而言,运动康复治疗非常重要,可以促进中枢神经系统的可塑性修复。目前,高级的运动康复系统主要分为两种,即功能性电刺激和外骨
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对于由脊髓损伤或脑卒中等疾病所造成瘫痪的病人而言,运动康复治疗非常重要,可以促进中枢神经系统的可塑性修复。目前,高级的运动康复系统主要分为两种,即功能性电刺激和外骨骼康复机器人。虽然功能性电刺激和外骨骼康复机器人在运动康复领域都有成功的应用实例,并且两者都有一些商业化的产品,但是两者固有的一些缺陷使其难以达到满意的康复效果。近年来,融合这两种技术的混合式康复系统逐渐成为康复工程领域研究的热点。本文针对下肢混合式康复系统的应用要求,提出了协同控制方法,并通过仿真和实验的手段进行了验证。该协同控制方法旨在协调功能性电刺激和外骨骼机器人产生力矩的分配。该方法利用中枢模式发生器(CPG)产生功能性电刺激和外骨骼的运动参考轨迹,并调整其相位差来保持两种辅助技术相互协调。此外,本文还搭建了膝关节混合式康复系统实验平台,使用串联弹性驱动器实现了稳定的力矩控制。基于该平台,设计了合理的实验范式,在健康受试者和瘫痪患者身上进行了评估实验,通过对实验数据进行分析表明膝关节混合式康复系统在协同控制的调节下能够平衡功能性电刺激和外骨骼的辅助作用。针对下肢单自由度和两自由度的理论仿真和实验结果都证明了将功能性电刺激和外骨骼机器人融合的可行性及优越性,为将来的临床实验打下了坚实的基础。
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