穿戴式步行輔助機器人控制方法研究進展

張　霞，錢　蕾，馬文濤，羅天洪

(重慶交通大學機電與車輛工程學院，重慶　400074)

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穿戴式步行輔助機器人控制方法研究進展

張霞，錢蕾，馬文濤，羅天洪

(重慶交通大學機電與車輛工程學院，重慶400074)

摘要：隨著中國人口老齡化進程的飛速演變，老年人群體利用機器人技術進行日常步行活動的需求日益增大。穿戴式步行輔助機器人根據用戶體能進行主/從運動輔助(據需輔助)的功能特性與人們的生理需求相匹配，對改善機械系統的柔性、親和力及友好感具有促進作用。針對步行運動的據需輔助問題，以實現主/從柔性輔助為目標，提出并構建一種髖關節中樞模式發生器(CPG)控制和膝關節分級阻抗控制相結合的新型Hybrid控制方法，研究主/從輔助模式決策及柔性轉換機制、膝關節分級阻抗控制切換及其穩定性、以及Hybrid控制理論的據需輔助效應，為穿戴式步行輔助機器人技術的研究與發展提供新的思路。

關鍵詞：機器人控制；穿戴式步行輔助；Hybrid控制；據需輔助；分級阻抗控制；CPG控制

第6次人口普查顯示，中國已步入世界上人口老齡化規模最大、發展速度最快的國家行列，60歲及以上人口約占全國總人口的13%。伴隨老年人肌力機能、心肺功能的退化，步行所占日常活動的比例逐步減少，從而導致各種疾病罹患率大幅上升，如此惡性循環最終導致運動能力的完全喪失。日常的穿戴式步行輔助有利于改善老年人的運動機能，對預防退行性改變具有重要的康復醫學意義。……