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人体下肢外骨骼机器人的步态研究现状

中国骨科临床与基础研究杂志2012年2月第4卷第1期Chin J Clin Basic Orthop Res, Feb 2012, Vol.4, No.1人体下肢外骨骼机器人的步态研究现状

王楠,王建华,周民伟

外骨骼(exoskeleton )一词来源于生物学,是

指为生物提供保护和支持的坚硬的外部结构[1],如

甲壳类和昆虫等节肢动物的外骨骼系统。人体外骨骼机器人是将人的智慧与机器的机械动力装置结合为一体的机器人[2]。美国于2000年开展了“增强人体机能的外骨骼”(Exoskeletons for

Human Performance Augmentation ,EHPA )研究项

目[3-4],自此,外骨骼机器人的开发与应用逐渐进入

人们的视线,成为关注的焦点。由于外骨骼机器人不仅为操作者提供了诸如保护、身体支撑等功能,还能在操作者的控制下完成一定的功能和任务,因此在下肢功能障碍患者的步行功能锻炼过程中的应用逐渐增多[5-7];此外,其在单兵作战装备【摘要】外骨骼机器人是将人的智慧与机器的机械动力装置相结合的一种机器人,不仅可以为操作者提供

保护、身体支撑等功能,还可以在操作者的控制下完成一定的功能和任务,应用前景巨大。文中阐述人体下肢外骨骼机器人下肢外骨骼实现行走应具备的关节及其活动度,介绍下肢外骨骼机器人步态控制的基础——正常步态分析,详细论述了目前控制下肢外骨骼机器人行走及步态稳定性的主要方法。

【关键词】下肢;机器人;外骨骼;步态

中图分类号:R-05,R336文献标识码:A 文章编号:1674-666X(2012)01-0062-06

Current researches of gait analysis on human lower extremity exoskeleton robotic device

WANG Nan, WANG Jianhua, ZHOU Minwei. Department of Overseas Chinese, Guangzhou General

Hospital of Guangzhou Military Command, Guangdong 510010, China

【Abstract 】Exoskeleton robotic device is a kind of robot that combines the intelligence of human with the

mechanical power of machine, which can not only provide protection and support for operators but also accomplish certain functions and missions under the control of operators. In this paper, relative key factors of lower extremity exoskeleton robotic device techniques are introduced briefly such as the joints and the range of motion (ROM)which the lower extremity exoskeleton should be equipped, the normal gait analysis which is the basis of gait control of the exoskeleton robot, and then the maj
or walking control methods and gait stability control methods for lower extremity exoskeleton robotic device which are discussed in detail.

mechanical power of machine, which can not only provide protection and support for operators but also accomplish certain functions and missions under the control of operators. In this paper, relative key factors of lower extremity exoskeleton robotic device techniques are introduced briefly such as the joints and the range of motion (ROM)which the lower extremity exoskeleton should be equipped, the normal gait analysis which is the basis of gait control of the exoskeleton robot, and then the major walking control methods and gait stability control methods for lower extremity exoskeleton robotic device which are discussed in detail.

【Key words 】Extremities; Robotics; Exoskeleton; Gait

DOI :10.3969/j.issn.1674-666X.2012.01.010

基金项目:广东省科技计划项目(2010B010800006),广州市科技

计划项目(2010J-E311)

作者单位:510010广州军区广州总医院华侨科(王楠);脊柱外科

(王建华);医务部(周民伟)

E-mail :115989930@http://www.doczj.com/doc/7b63eb01581b6bd97f19ea94.html 综述

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