康复增力型下肢机械外骨骼的系统建模以及协同控制策略研究(2)
1.2 国内外研究现状外骨骼技术最早可以追溯到古代士兵们穿戴的盔甲，但是，由于盔甲受到科学技术等方面的限制，并不能起到理想的康复増力的效果。对现代外骨骼技术的研究始于 20 世纪 60 年代，其中，较为传统的康复训练往往会有工作量较大、效率较低的缺点。于是，融合传感器技术、机器人技术、信息技术、控制理论及医疗康复理论的康复増力型外骨骼机器人应运而生。智能新型的机械外骨骼是一种融合了生物仿生、机电传感、控制驱动、移动计算等多学科技术的人机一体化装置，它能为穿戴者提供如身体支撑、运动辅助等功能，保证人机协同控制[1]。目前，美国和日本研究成果最为突出，其他一些欧美国家也有所建树。而我国由于对外骨骼技术的研究起步较晚，所以成果相对国外来说较少。
1.2.1 国外研究现状（1）美国下肢外骨骼研究概况• eLEGS美国伯克利一家仿生技术公司以洛克希德-马丁公司的 HULC 外骨骼模型为基础研制了一种康复型的“下肢外骨骼步态系统”(eLEGS :Exoskeleton Lower Extremitiy Gait System) ,旨在帮助下肢瘫痪的病人康复和助力，如图 1.1 所示 。eLEGS 利用电池驱动，将预编程的步态轨迹重现在外骨骼系统中，帮助截瘫患者重获行走能力[2]。• MIT-Skywalker图 1.2 为美国麻省理工学院研制的 MIT-Skywalker 康复外骨骼机器人。 在进行行走训练过中，患者将坐在减重机构上，并在腰部系上安全带，用来避免因身体前倾而摔倒，保障了使用过程的安全性。该减重机构在不影响到行走过程中步态的情况下，可以减轻人体 0%~100%体重[3]。足底运动机构利用跑步机传送带来驱动脚部运动，利用凸轮机构控制其位置；在支撑期间，保持传送带水平与足底接触，并在摆动期间降低行走的平面，提供足够的间隙使足底与其分离[4]。另外，设计了一种基于摄像头的运动跟踪控制系统，从而保证训练系统的安全与稳定[5]。
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