【摘 要】
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康复训练装置是一种帮助患者关节进行运动训练,实现其运动功能康复的自动化医疗设备,其性能直接影响康复训练的训练效果。在各种康复运动中,等速的持续被动运动因其在运动中角速
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康复训练装置是一种帮助患者关节进行运动训练,实现其运动功能康复的自动化医疗设备,其性能直接影响康复训练的训练效果。在各种康复运动中,等速的持续被动运动因其在运动中角速度相对恒定,不会产生加速度,肌肉在全运动过程中的任何一点都产生最大肌力,被广泛运用于康复医学、运动医学等领域。目前国内外研究的肢体康复训练装置多以电机或气缸作为驱动器,驱动病人关节运动,虽位置控制精度较高,但柔性差,容易造成关节的损伤。气动肌肉是一种新型的驱动器,不仅安全柔顺,力/重量比大,而且其力/长度特性与生物肌肉的力/长度特性极为相似,因此以气动肌肉驱动的肢体康复训练装置更加符合人的生理特点。本文对气动肌肉驱动的膝关节康复训练装置的控制方法进行了研究。主要内容如下:
⑴介绍了膝关节康复训练装置,对其改进结构设计做了说明。
⑵采用开环控制和PID控制方法,对膝关节康复训练装置的阶跃响应特性和等速CPM特性进行了实验研究。
⑶针对气动肌肉驱动的康复训练装置具有时延、非线性和时变特性的特点,将PID控制、模糊控制和神经网络相结合,设计了一个基于模糊神经网络(FNN)的自学习控制器,并将其应用于膝关节康复训练装置的阶跃响应特性和等速CPM特性实验研究。
⑷针对主动抗阻运动(ARM)训练的要求,设计了ARM训练控制器,对膝关节康复训练装置的等速ARM特性进行了实验研究。
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