穿戴式步行辅助机器人控制方法研究进展
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国家自然科学基金(51505048);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1500526)


Research advances in control methods of wearable walking assist robots
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    摘要:

    随着中国人口老龄化进程的飞速演变,老年人群体利用机器人技术进行日常步行活动的需求日益增大。穿戴式步行辅助机器人根据用户体能进行主/从运动辅助(据需辅助)的功能特性与人们的生理需求相匹配,对改善机械系统的柔性、亲和力及友好感具有促进作用。针对步行运动的据需辅助问题,以实现主/从柔性辅助为目标,提出并构建一种髋关节中枢模式发生器(CPG)控制和膝关节分级阻抗控制相结合的新型Hybrid控制方法,研究主/从辅助模式决策及柔性转换机制、膝关节分级阻抗控制切换及其稳定性、以及Hybrid控制理论的据需辅助效应,为穿戴式步行辅助机器人技术的研究与发展提供新的思路。

    Abstract:

    As the proportion of the elderly in China increases, the need for robotic assist walking is growing. The assisted-as-needed (AAN) property of a wearable walking assist robot matches a user’s biological need and improves the flexibility, appetency and friendliness of a mechanical system. To realize AAN walking and aiming at realizing master/slave flexible assist, a new hybrid control method consisting of hip joint control based on central pattern generators and knee joint impedance structured control is proposed. The adaptation of a robot's master/slave motion mode to a user's physical function, the continuous switching method for knee joint impedance structured control and its stability, and the AAN effect of the Hybrid control theory are studied, which provides a new thought for the development of wearable walking assist robots.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

张 霞,钱 蕾,马文涛,罗天洪.穿戴式步行辅助机器人控制方法研究进展[J].河北科技大学学报,2016,37(2):118-123

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  • 收稿日期:2015-12-10
  • 最后修改日期:2016-02-29
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  • 在线发布日期: 2016-04-25
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