[发明专利]基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法

说明书

本发明公开一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法，步骤包括：(1)在UG中建立步态康复机器人模型并将模型简化后导入ADAMS中；(2)在ADAMS中对步态康复机器人的大小腿腿长进行参数化设计；(3)对步态康复机器人施加约束；(4)根据步态康复机器人的运动模式确定小腿末端的轨迹方程；(5)建立点驱动，并将轨迹方程添加到点驱动的驱动函数中，进行关节角度的求解；(6)对求解的关节角度数据进行验证。本发明实现了步态训练康复机器人大小腿腿长的参数化设计，可以获得适应不同患者的关节角度数据，实现个性化治疗。

技术领域

本发明属于康复医疗机械领域，涉及一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法。

背景技术

随着我国人口老龄化加剧、脑卒中等严重影响人体运动机能的发病率不断攀升，以及下肢功能障碍人数不断增加，步态康复机器人在重塑患者行动能力、提高康复训练效果等方面有着较重要的意义和临床应用背景。步态康复机器人的主要功能是对具有各种运动功能损伤的患者进行康复训练，帮助患者在大脑中重塑运动神经记忆，从而使患者慢慢恢复自理运动能力，提高生活质量。在这样的背景下，步态康复机器人作为一种康复治疗的工具，得到了快速的发展。

但是，我国目前在步态康复机器人方面的研究仍然处于起步阶段，远未达到个性化、自动化和智能化，其中在步态方面的研究更是研制康复机器人亟待解决的关键问题。在康复训练过程中，已知机构原动件运动规律求患肢运动规律，是步态训练康人的复机器人运动学正分析；已知患肢运动规律求机构原动件的运动规律，是运动学逆分析。实现步态训练康复机器运动控制，一般是先由患肢关节的活动要求制定康复训练轨迹，对机构进行逆分析，从而推导出原动件的运动规律；接着由正分析推导出患肢的脚部运动速度和运动轨迹，并与期望值相比较，求其偏差，以调整控制策略。可见，运动学分析是机构仿真分析和机构控制的基础，为制定康复训练计划提供重要依据。目前步态康复机器人的步态获取通常是通过进行实验的手段来完成，价格昂贵，周期久，数据处理繁杂。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前步态康复机器人步态研究技术的不足，提出一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法，其可实现步态康复机器人大小腿腿长的参数化设计，获得适应不同患者的关节角度数据，实现个性化治疗。

本发明提供的一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法，是在给患者制定康复治疗方案并确定患者的训练模式之后，已知小腿末端轨迹的情况下的一种步态康复机器人关节角度值的求解方法。

本发明提供的一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法，可以进行适应个体化的参数调节，针对不同的患者，可以获得不同的关节角度数据，实现个性化治疗。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于UG和ADAMS步态康复机器人关节角度确定方法，包括以下步骤：

步骤一：建立步态康复机器人模型：在UG环境中建立步态康复机器人模型，并将UG中的步态康复机器人模型进行简化，删掉对步态康复机器人运动学没有影响的特征，然后将简化模型转换成*.X_T格式导入到ADAMS中；

步骤二：在ADAMS中对步态康复机器人简化模型进行参数化设计：通过定义设计变量Design Variable，实现输入变量的参数化，所述输入变量包括大腿腿长和小腿腿长；