康复增力型下肢外骨骼机器人智能控制

《康复增力型下肢外骨骼机器人智能控制》以穿戴式下肢外骨骼机器人为研究对象，以康复训练辅助和增力辅助为主要应用目标，对下肢外骨骼机器人研究中的运动学/动力学建模、运动意图识别、康复运动步态规划、外骨骼运动控制方法、康复训练辅助策略和增力辅助策略等进行了系统的研究与介绍，设计了相应智能控制算法并进行了验证。

前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2国内外研究现状及发展动态分析2
1.2.1康复增力型下肢外骨骼系统研究现状及发展动态分析3
1.2.2康复增力型下肢外骨骼系统控制方法研究现状及发展动态分析7
1.3本书总体结构安排12
第2章健康与残障人士下肢运动机理分析14
2.1健康人体下肢运动机理分析14
2.1.1人体的基本轴与基本面14
2.1.2人体下肢关节与活动自由度15
2.1.3人体下肢行走特征16
2.2残障人士下肢运动机理分析17
2.2.1躯干异常18
2.2.2下肢关节运动异常19
2.2.3功能性腿长差异22
2.3本章小结22
第3章康复增力型下肢外骨骼系统机械本体结构设计、建模与系统构建23
3.1基于三维设计软件的多功能外骨骼虚拟样机设计23
3.2运动学与动力学建模分析26
3.2.1运动学建模26
3.2.2动力学建模30
3.3康复增力型下肢外骨骼机械结构设计与实现31
3.3.1样机本体结构31
3.3.2自由度配置32
3.3.3部件选型33
3.4基于dSPACE平台的下肢外骨骼硬件系统搭建35
3.5本章小结37
第4章基于肌电信号的人体下肢运动意图识别38
4.1概述38
4.2人体表面肌电信号采集系统搭建与信号获取39
4.3肌电信号消噪方法研究及下肢动作起始点的判断42
4.3.1基于EMD和小波相结合的去噪方法研究42
4.3.2动作起始点判断52
4.4多时域联合小波包部分子空间模糊熵的特征提取方法53
4.4.1模糊熵的定义以及与近似熵、样本熵的比较53
4.4.2小波包变换子空间模糊熵特征提取流程56
4.5下肢运动意图识别方法58
4.5.1基于神经网络与支持向量机的下肢关节运动意图识别58
4.5.2基于知识库与特征匹配的运动意图识别器设计74
4.6本章小结88
第5章不同康复运动模式下的辅助步态规划研究90
5.1下肢外骨骼系统混杂特性分析90
5.2基于ZMP理论的稳定步态规划91
5.2.1ZMP定义91
5.2.2ZMP的计算92
5.2.3参数化轨迹规划93
5.2.4三次样条插值97
5.2.5遗传算法参数优化99
5.2.6规划结果102
5.3针对特殊动作的步态规划107
5.3.1起立—坐下—起立107
5.3.2针对残疾下肢的慢速步态109
5.3.3上下坡或楼梯步态110
5.4基于振荡器学习的学习型步态规划策略111
5.4.1步态动作的捕捉111
5.4.2iDEAHopf振荡器步态规划方法115
5.4.3RBF-DMP振荡器步态规划方法124
5.5学习足部三维运动轨迹的自适应性步态规划策略130
5.5.1学习足部三维运动轨迹的自适应性步态规划策略框架131
5.5.2步态规划层132
5.5.3步态控制层135
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