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近年来,随着下肢运动功能障碍患者数量的增加和人民生活水平的提高,机器人越来越多地应用于人体下肢康复领域。绳索牵引康复机器人结构简单、工作范围大,运动速度快,在康复领域具有越来越高的实用价值。与传统的肢体康复治疗相比,采用机器人控制可以有效的提高康复训练的效果,降低人力成本,同时针对不同患者的康复情况及主观意愿来改变机器人的训练策略,可适应不同康复患者,进一步提高康复效果。因此,对绳索牵引下肢康复机器人的研究具有重要的现实意义。本文根据课题研究背景和康复机器人发展情况,提出设计一种并联式绳索牵引下肢康复机器人方案,包括机器人的整体结构设计方案和整体控制设计方案。本文理论分析和实验研究主要内容如下:首先,根据国内外绳索牵引下肢康复机器人研究现状,设计了一款用于人体正常步态行走训练的康复机器人。机器人结构由悬吊台和绳索牵引系统两部分构成,机器人控制系统采用分层控制,上位机采用工业控制计算机,利用C#软件编写上位机控制系统界面,下位机为基于ARM控制芯片的伺服驱动器,下位机控制部分采用电流、转速和位置三闭环策略。其次,对康复机器人构型进行了运动学和动力学分析。运动学分析以人体下肢简化模型为基础,利用关节角度变化规律对人体步态行走运动进行分析,并推导得到一个步态运动周期内各绳索的位置、速度随时间变化的关系。利用拉格朗日法建立绳索牵引机器人动力学模型,并根据绳索上力的大小对各牵引电机进行选型。再次,对机器人电机伺服驱动器硬件和软件进行设计。驱动器硬件采用ARM控制芯片,利用H桥电路驱动电机,根据功能要求给出硬件结构框图,设计电机控制板和驱动板电路。同时,编写系统软件程序,根据控制系统设计指标对系统软件程序进行完善,在伺服驱动器硬件和软件的基础上,设计上位机控制软件界面。最后,对所设计的伺服驱动器通讯功能,驱动功能和AD转换等分别进行调试,利用DMC5000雷赛运动控制卡和工控机完成单电机闭环实验和多电机联动实验等,通过这些实验证明了所设计的绳索牵引下肢康复机器人样机的控制系统满足设计要求。