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第卷第期应用科技..№.
年月.
文章编号:———
下肢康复训练机器人单片机控制系统设计
颜庆,张立勋,杨勇,夏昊昕
哈尔滨工程大学机电程学院,黑龙江哈尔滨
摘要:康复训练机器人是近年来出现的一种新型机器人,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,,由
单片机实现的控制系统以及软件设计,给出了实验样机照片和实验所得数据,样机基本实现了模拟正常
人的行走姿态的功能,为康复训练机器人的进一步研究打下了基础.
关键词:下肢康复训练机器人;康复训练;单片机
中图分类号: 文献标识码:


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康复训练机器人的主要功能是帮助有运动障. 步态控制机构
碍的病人完成各种运动功能恢复训练,下肢康复步态控制机构能够模拟正常人的走步状态
训练机器人主要针对下肢有运动障碍的病人,它原理如图所示.
是根据康复医学理论和人机合作机器人原理,通
过一套计算机控制下的步姿模拟控制系统,使患
者模拟正常人的步伐规律进行康复训练运动,锻
炼下肢的肌肉,恢复神经系统对行走功能的控制
能力,达到恢复走路机能的目的.
机器人的机构及工作原理
人的行走运动是很复杂的,不仅腿前后摆动,
脚踝有转动,而且人体的重心也在上下浮动和左
右移动,下肢康复训练机器人中都有相应的机构图康复机器人结构原理图
帮助患者完成这些运动,主要有步态控制机构、脚电机经过减速器和一级链传动带动轴
踝姿态控制机构、重心调整机构和重力平衡机构, 转动,在轴的两端有个曲柄和,他们位
各个机构协调运转就可以模拟人的行走状态. 置相差。,分别与长杆和构成曲柄连杆机
收稿日期:——.
作者简介:颜庆一,男,硕士研究生,主要研究方向:机电一体化技术
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· · 应用科技第卷
构,在连杆上安装有个脚踏板和,患者就机构的运行情况来控制其相对应的机构

构运转起来,如果把脚踏板看作连杆上的一个点,
脚踏板运行的轨迹会是一个非标准的椭圆形,与
正常人在行走时脚的运动轨迹相吻合.
. 脚踝姿态控制机构
脚踝姿态控制机构的功能是调整脚踏板的角
度与地面的角度,

流电机带动丝杠转动,丝杠螺母机构将电机的回
转运动转化为螺母机构的直线运动,带动脚踏板图总体控制方案不恿图
,随脚踏板一每个子系统都采用公司系列的
起运动,这样就实现了踝关节姿态的控制. 型号单片机作为控制器,单片机
. 重力平衡机构采用精简指令集结构,大多数指令的执行
重力平衡机构可以承担患者的部分体重,减时间仅是一个时钟周期,
轻对病腿的负荷,同时防止患者因意外或下肢力的程序存储器,一般不需要扩展外
,,个外
背心与患者相连,当偏心轮转动时,图中,吊部中断口和路位以及路位.
缆末端会随