麻痺した下肢リハビリのための外骨格ロボットの設計と動作制御

はじめに：肢体の運動障害に苦しむ患者は、より完全なリハビリテーション治療を必要としており、リハビリテーション外骨格ロボットの需要が非常に高まっています。外骨格ロボットの柔軟で信頼性のある動作制御は、患者のリハビリテーションにおいて非常に重要です。方法：本論文では、下肢リハビリテーションのための新しい外骨格ロボットシステムを提案します。設計された下肢リハビリテーション外骨格ロボット機構は、主に股関節機構、膝関節機構、および足首関節機構で構成されています。外骨格ロボットの力と動作は詳細に分析され、その設計パラメータを決定しました。ロボット制御システムは、各関節機構の閉ループ位置制御および軌跡計画制御を実装するために開発されました。結果：ロボットの性能と実用性を検証するために、複数の実験とテストが実施されました。ロボットの角度応答実験では、関節機構が15°、30°、45°、60°を含む異なる所望角度に迅速に調整できることが示されました。軌跡追跡実験では、外骨格ロボットが歩行、立ち上がり、座る、階段を上る、階段を下るといった典型的な動作の追跡運動を完成させ、最大追跡誤差は±5°でした。正常な人に対するロボット着用テストが実施され、異なる段階での下肢リハビリテーション外骨格の補助効果が検証されました。考察：実験結果は、外骨格ロボットには優れた信頼性と実用性があることを示しています。この外骨格ロボットシステムの応用は、麻痺した患者が日常の動作やスポーツを行う助けになるでしょう。