第1章 緒論 001
1.1 下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人研究的目的和意義 001
1.2 下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人機械結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 002
1.2.1 懸掛式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人 002
1.2.2 外骨骼式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人 007
1.2.3 坐臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人 009
1.3 下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制策略的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 014
1.3.1 被動康復(fù)模式的控制策略 014
1.3.2 助力康復(fù)模式的控制策略 015
1.3.3 阻抗康復(fù)模式的控制策略 016
1.4 康復(fù)程度評估方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 017
1.5 本書主要內(nèi)容 018
1.6 整體技術(shù)研究路線 019

第2章 基于運動康復(fù)的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 021
2.1 概述 021
2.2 運動康復(fù)分析 021
2.3 人體下肢骨關(guān)節(jié)模型屈曲運動分析023
2.4 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人設(shè)計要求026
2.5 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計028
2.5.1 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人整體結(jié)構(gòu)方案028
2.5.2 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人懸臂與蹬踏結(jié)構(gòu)設(shè)計029
2.5.3 腿部輔助吊升結(jié)構(gòu)設(shè)計 031
2.5.4 底部支架與垂直升降結(jié)構(gòu)設(shè)計 031
2.5.5 主要部件參數(shù)選定032
2.6 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析034
2.6.1 關(guān)鍵零部件有限元模型的建立034
2.6.2 關(guān)鍵零部件網(wǎng)格劃分035
2.6.3 關(guān)鍵零部件的有限元分析036
2.7 本章小結(jié)045

第3章 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)分析047
3.1 概述047
3.2 人機系統(tǒng)運動學(xué)分析047
3.2.1 人機系統(tǒng)運動學(xué)建模048
3.2.2 人機系統(tǒng)運動學(xué)仿真 053
3.3 人機系統(tǒng)動力學(xué)分析 058
3.3.1 拉格朗日動力學(xué)分析 058
3.3.2 人體下肢拉格朗日動力學(xué)模型 061
3.4 驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)建模 065
3.5 人機協(xié)調(diào)動力學(xué)建模 066
3.6 人機系統(tǒng)動力學(xué)仿真 067
3.7 本章小結(jié) 071

第4章 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與魯棒性 072
4.1 概述 072
4.2 控制系統(tǒng)硬件組成 072
4.3 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制策略 074
4.3.1 基于模糊PID 控制算法的被動康復(fù)控制策略 074
4.3.2 基于力、位反饋的被動示教學(xué)習(xí)控制策略 078
4.3.3 助力控制策略 079
4.3.4 主動阻抗控制策略 079
4.4 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)魯棒性 082
4.4.1 基于強跟蹤濾波的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)特性分析 083
4.4.2 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人伺服系統(tǒng)模型的建立 085
4.4.3 基于STF 的康復(fù)訓(xùn)練運動控制系統(tǒng)濾波環(huán)節(jié)設(shè)計 088
4.5 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)與系統(tǒng)魯棒性仿真驗證 090
4.5.1 控制系統(tǒng)仿真驗證090
4.5.2 控制系統(tǒng)魯棒性仿真驗證095
4.6 本章小結(jié)099

第5章 基于置信規(guī)則庫的人體下肢康復(fù)效果評估方法 100
5.1 概述 100
5.2 患者下肢肌力的評定 101
5.3 置信規(guī)則庫理論及應(yīng)用 102
5.4 基于BRB 的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人康復(fù)效果評估模型 103
5.4.1 基于ER 的規(guī)則推理過程 104
5.4.2 基于Fmincon 算法的BRB 參數(shù)優(yōu)化 106
5.5 基于BRB 的臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人康復(fù)效果評估 107
5.5.1 BRB 健康評估模型的建立 107
5.5.2 仿真實驗 108
5.5.3 對比分析 113
5.6 本章小結(jié) 114

第6章 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人實驗平臺 115
6.1 概述 115
6.2 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人實驗平臺簡介 115
6.3 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人人機界面軟件開發(fā) 116
6.4 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人相關(guān)實驗 118
6.4.1 臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人檢測實驗平臺 118
6.4.2 被動康復(fù)訓(xùn)練模式實驗 120
6.4.3 康復(fù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)模式實驗 122
6.4.4 助力康復(fù)訓(xùn)練模式實驗 123
6.4.5 阻抗康復(fù)訓(xùn)練模式實驗 125
6.4.6 康復(fù)訓(xùn)練控制系統(tǒng)魯棒性實驗 126
6.5 本章小結(jié) 128

參考文獻 130