胫骨骨折智能支具及愈合程度测量的研究

本项目所开发穿戴式主动膝关节助力康复装置,实现辅助或替代理疗师对踝关节有病患的患者进行康复训练的目的,满足穿戴方便、关节柔顺舒适、操作简单和安全可靠等功能要求,不仅可以帮助患者进行准确、持续、有效的关节康复训练,而且可以缓解理疗师资源紧张和解决人工训练中存在的各种问题。

本项目所开发的穿戴式主动膝关节助力康复装置包括膝关节执行组件、双套索主动驱动组件和控制系统。本助力康复装置具有仿人的一个自由度的膝关节,采用柔软的套索作为动力传动系统,将驱动电机置于本装置的腰部支撑部件上,这样能有效减小运动部分的质量和惯量,降低功耗,实现动力的远程传递。

本项目主要内容及关键技术:
(1)采用双套索传动系统将驱动电机置于膝关节康复装置之外,有效减小转动部分的质量和惯量,降低功耗,实现驱动力矩的远程传递;
(2)利用气囊力传感器采集人机之间的接触力,传感器测取的压力信号超前于膝关节运动的趋势,有利于提高控制的实时性;
(3)PID算法用于验证本助力康复装置的可行性,模糊控制算法用于提高其助力效果和穿戴的舒适性;
(4)利用肌电信号分析患者穿戴本康复装置后能量的损耗,验证本康复装置的可行性与实用性。

项目产出论文及专利:

Hui S,Chong J,Yuliang M,et al.Design and Control of a Wearable Active Knee Orthosis for Walking Assistance[J].IEEE 14th International Workshop on Advanced Motion Control (AMC),2016
发明专利:王兴松,单晖,一种基于套索传动的膝关节助力康复装置,申请号CN201410462145.3
发明专利:王兴松,单晖,徐继刚,一种基于套索传动的髋关节助力康复装置,申请号CN201510212865.9