康复训练机器人技术是近年来迅速发展起来的一门新兴技术,是机器人技术在医学领域的新应用。下肢康复训练机器人是其中的一种,它可以模拟正常人的行走姿态,对下肢有运动障碍的病人进行下肢康复训练。本课题的主要研究内容是下肢康复训练机器人的机构仿真和设计、控制系统设计和实验研究。 本文介绍了康复训练机器人的国内外发展现状和应用情况,提出了下肢康复训练机器人的总体方案设计;运用MATLAB中的机构系统模块集(SimMechanics Blockset)分别对步态机构和姿态机构进行机构建模和仿真,找出适合正常人行走轨迹的机构参数,为机器人的控制系统提供必要的理论依据和参数。 根据仿真分析的结果,研制下肢康复训练机器人的步态和姿态控制系统,设计机器人的步态电机驱动与控制电路、姿态电机驱动与控制电路、串行通讯电路、编码器接口等硬件电路,开发基于AVR单片机汇编语言的下位机控制软件和基于VC++6.0的上位机用户操作界面。 介绍了下肢康复训练机器人的实验情况。研制了机器人实验样机,进行了硬件电路实验和系统性能实验,实验证明本康复训练机器人的机构和控制系统达到了设计要求,具有良好的康复训练效果。