低成本非不可逆关节上肢康复装置的设计与控制
机器人学
2024-12-09 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
本文介绍了 GARD，这是一个用于中风患者的上肢端效康复装置。GARD 在物理治疗期间提供关键方向或沿关键轨迹的帮助力。GARD 采用非不可逆机械结构，配合新颖的电机速度控制算法，实现了卓越的控制精度和稳定性。据我们了解，这种创新的技术路线在康复机器人领域尚未被探索。针对新的设计，GARD 具备两种新颖的控制算法：隐式欧拉速度控制 (IEVC) 算法和通用阻抗控制算法。这两种算法对任意轨迹的运行时间复杂度为 O(n)。该系统在轨迹跟随任务中实现了 0.023mm 的平均绝对误差，在受限自由移动任务中实现了 0.14mm 的误差。该提出的上肢康复装置具备所有现有商业设备的功能，并表现出优异的性能。此外，GARD 提供了独特功能，如区域限制自由移动和动态运动限制图交互。该装置具有广泛临床应用潜力，可能显著改善中风患者的康复结果。
引用
@article{arxiv.2406.14795,
title = {Design and Control of a Low-cost Non-backdrivable End-effector Upper Limb Rehabilitation Device},
author = {Fulan Li and Yunfei Guo and Wenda Xu and Weide Zhang and Fangyun Zhao and Baiyu Wang and Huaguang Du and Chengkun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14795},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 11 figures, Frontiers in Rehabilitation Sciences