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下肢外骨骼康復機器人柔順交互控制關鍵技術

  • 作者：周傑//孫堯//宋嶸//魏?|責編:邢濤
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122513540
  • 出版日期：2026/10/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：168
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    本書聚焦下肢外骨骼康復機器人與患者之間的強耦合作用關係，系統闡述柔順人機交互控制的核心理論、關鍵演算法、工程實現及臨床測試全過程，構建了兼具理論創新性與工程實用性的研究體系。
    第一章對本書研究內容進行綜述。第二章設計固定懸掛式下肢外骨骼康復機器人系統，創新性地提出一種基於軌跡變形演算法的人機交互控制方法，有效提升人機交互過程中的柔順性與運動平滑性。第三章研發可穿戴式下肢外骨骼康復機器人系統，提出一種時空柔順人機交互控制方法，實現空間柔順性與時間柔順性的獨立調節，為柔順人機交互控制方法從空間維度向時間維度的拓展提供了有效技術路徑。第四章提出了一種基於軌跡變形演算法的關節輸出受限柔順控制方法，將意圖軌跡約束擴展到實際軌跡約束，併為擺動階段主動力矩提取和步態速度調整提供新的方法。第五章為適應不同患者或同一患者不同時間運動能力的差異，提出一種自適應柔順人機交互控制方法，通過臨床測試驗證其有效性，為多模式自適應控制方法的臨床應用提供實踐指導。
    全書貫穿「理論—演算法—模擬—臨床」的系統研究思路，融合康復醫學、機器人學、控制工程等多學科技術，兼具理論深度與實踐價值，可作為相關領域科研人員、工程技術人員的參考書，也可為高校相關專業研究生、本科生提供學習材料，助力下肢外骨骼康復機器人的臨床應用推廣與產業升級。
作者介紹
周傑//孫堯//宋嶸//魏?|責編:邢濤
    周傑，瀋陽工業大學講師、碩士生導師，入選國家資助博士后研究人員計劃、瀋陽市拔尖人才計劃。主要從事智能輔助康復機器人、人機物理交互控制、生物力學模擬與人體運動意圖估計等領域研究。先後主持國家自然科學基金青年項目、遼寧省自然科學基金博士啟動項目、遼寧省教育廳科研項目及多項企業橫向技術開發課題，參與重點研發計劃戰略性科技創新合作項目、深圳市醫學研究專項項目、廣東省科技計劃項目、廣東省自然科學基金項目等多項科研課題。現為IEEE會員、中國生物醫學工程學會康復工程分會會員。累計發表SCI/EI學術論文20余篇，申請發明專利10余項。深耕科研與育人工作，指導學生獲得省級學科競賽一、二等獎近10項。
目錄
第一章  緒論
  1.1  概述
  1.2  下肢外骨骼康復機器人研究現狀
    1.2.1  坐?式下肢外骨骼康復機器人
    1.2.2  站立式下肢外骨骼康復機器人
    1.2.3  多位姿式下肢外骨骼康復機器人
  1.3  下肢外骨骼康復機器人控制方法
    1.3.1  傳統位置控制方法
    1.3.2  阻抗/導納控制方法
    1.3.3  力/速度場控制方法
    1.3.4  基於運動表現的自適應控制方法
  1.4  本書主要內容與結構
第二章  基於軌跡變形演算法的人機交互控制方法
  2.1  概述
  2.2  固定懸掛式下肢外骨骼康復機器人
    2.2.1  機械結構設計
    2.2.2  控制系統構建
  2.3  軌跡變形演算法改進
    2.3.1  軌跡變形演算法與運動基元函數解析
    2.3.2  軌跡變形演算法迭代方程推導
  2.4  柔順人機交互控制方法設計
  2.5  實驗設計
    2.5.1  實驗範式
    2.5.2  評價參數
  2.6  結果
    2.6.1  軌跡變形演算法與導納模型模擬
    2.6.2  柔順人機交互控制方法模擬結果
    2.6.3  柔順人機交互控制方法實驗結果
  2.7  控制效果分析
  2.8  小結
第三章  時空柔順人機交互控制方法
  3.1  概述
  3.2  可穿戴式下肢外骨骼康復機器人
    3.2.1  機械結構設計
    3.2.2  控制系統構建
    3.2.3  實物樣機與安全保護措施
  3.3  時空柔順人機交互控制方法設計
    3.3.1  軌跡生成器
    3.3.2  交互力矩估計器
    3.3.3  步態速度自適應調整器
    3.3.4  徑向基神經網路自適應控制器
  3.4  控制方案設計
    3.4.1  概述
    3.4.2  參數設置
    3.4.3  評價參數
  3.5  結果分析
  3.6  控制效果分析
  3.7  小結
第四章  下肢康復機器人關節輸出受限柔順控制方法
  4.1  概述

  4.2  個性化人機耦合模型參數辨識
    4.2.1  人機耦合模型構建
    4.2.2  人機耦合模型參數辨識
    4.2.3  收斂性證明
  4.3  基於軌跡變形演算法的關節輸出受限柔順控制方法設計
    4.3.1  高層軌跡規劃器設計
    4.3.2  底層位置控制器設計
  4.4  實驗設計
    4.4.1  實驗範式
    4.4.2  參數設置
    4.4.3  評價參數
  4.5  實驗結果
  4.6  結果討論
  4.7  小結
第五章  自適應柔順人機交互控制方法與臨床測試
  5.1  概述
  5.2  可穿戴式下肢外骨骼康復機器人改進
  5.3  自適應柔順人機交互控制方法設計
    5.3.1  軌跡生成器
    5.3.2  交互力矩估計器
    5.3.3  意圖軌跡預測器
    5.3.4  多模式自適應調整器
    5.3.5  線性自抗擾控制器
  5.4  實驗設計
    5.4.1  實驗範式
    5.4.2  參數設置
    5.4.3  評價參數
  5.5  實驗結果
    5.5.1  健康受試者
    5.5.2  偏癱患者
    5.5.3  偏癱患者和健康受試者對比
  5.6  結果討論
  5.7  小結
參考文獻

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