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內容簡介

　　本書面向“健康中國”戰(zhàn)略，總結了研究團隊近年來在多自由度并聯(lián)康復機器人及其人機交互控制方面的重要研究進展和成果，充分闡述了多自由度康復機器人的背景、驅動、構型、控制系統(tǒng)和應用技術，綜合探討了康復機器人的驅動與傳感技術、并聯(lián)機構及康復機器人實例、下肢康復機器人的力反饋交互控制和肌電自主控制、基于生物信號的人機交互接口，以及氣動腳踝康復機器人的柔順控制和腦機協(xié)作控制，*后討論了康復機器人在柔性外骨骼結構、可穿戴傳感設備和以患者為中心的控制策略方面的發(fā)展趨勢。本書旨在為從事康復機器人科學和技術研究及產品開發(fā)的科技工作者、老師和學生提供有益的參考，可作為高職高專機械電子信息及相關專業(yè)基礎課程的教材，也可供工程技術人員參考。

作者簡介

　　1985年畢業(yè)于華中工學院無線電系，一直在高校從事教學與科研工作。主要研究方向為信號處理、故障診斷、信號檢測理論及應用。近5年來，主持國家自然科學基金（重大）子項1項、國家自然科學基金面上項目2項、國家863計劃項目2項、國家973項目（軍口）子項1項等國家和省部級項目20余項。獲國家優(yōu)秀教學成果二等獎1項、湖北省優(yōu)秀教學成果一等獎3項、省部級科技獎5項。發(fā)表SCI學術論文40余篇，獲授權國家發(fā)明專利20余項?，F(xiàn)為通信工程國家教學團隊和國家特色專業(yè)負責人、湖北省名師工作室負責人、“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”國家精品課和國家資源共享課的負責人，以及“現(xiàn)代信號處理技術在生活中的應用”國家視頻公開課負責人；主編著作（教材）9本，其中2本為國家“十一五”規(guī)劃教材。

圖書目錄

第1章康復機器人概述/1
1.1緒論/1
1.2多自由度康復機器人/3
1.2.1多自由度康復機器人機構/3
1.2.2氣動肌肉驅動的康復機器人/9
1.3康復機器人的控制/13
1.3.1機器人輔助康復訓練模式/13
1.3.2康復機器人控制方法/16
1.4康復機器人關鍵技術分析/28
1.5本章小結/30
本章參考文獻/30
第2章康復機器人的驅動與傳感技術/45
2.1康復機器人驅動技術/45
2.1.1剛性驅動器/45
2.1.2氣動肌肉驅動器/47
2.1.3新型柔性驅動器/48
2.2康復機器人傳感技術/53
2.2.1物理信息傳感器/53
2.2.2生物信息傳感器/58
2.2.3新型光纖傳感器/66
2.3本章小結 /72
本章參考文獻/72
第3章并聯(lián)機構及康復機器人實例/76
3.1多自由度并聯(lián)機構及其應用/76
3.1.1多自由度并聯(lián)機器人/76
3.1.2并聯(lián)機構在康復中的應用/81
3.2六自由度并聯(lián)下肢康復機器人/83
3.2.1六自由度并聯(lián)機器人機構/84
3.2.2下肢康復機器人運動學模型/84
3.2.3下肢康復機器人動力學模型/89
3.2.4下肢康復機器人系統(tǒng)集成/91
3.3二自由度并聯(lián)腳踝康復機器人/94
3.3.1二自由度并聯(lián)機器人機構/94
3.3.2腳踝康復機器人運動學模型/97
3.3.3腳踝康復機器人動力學模型/100
3.3.4腳踝康復機器人系統(tǒng)集成/103
3.4本章小結/106
本章參考文獻/107
第4章下肢康復機器人的力反饋交互控制/111
4.1下肢康復機器人力/位置混合控制/111
4.1.1力/位置混合控制原理及結構/111
4.1.2力/位置混合控制仿真平臺/114
4.1.3基于力的機器人輔助康復訓練策略/117
4.1.4機器人的力/位置混合控制實驗/119
4.2基于阻抗模型的康復機器人交互控制/124
4.2.1阻抗模型及阻抗控制原理/125
4.2.2康復機器人自適應阻抗控制/127
4.2.3基于阻抗的虛擬管道按需輔助/130
4.2.4實驗結果及分析/133
4.3本章小結/139
本章參考文獻/140
第5章氣動腳踝康復機器人的柔順控制/142
5.1氣動肌肉的柔順性建模/142
5.1.1氣動肌肉的結構與工作原理/142
5.1.2氣動肌肉力位移氣壓模型/144
5.1.3氣動肌肉的變剛度模型/145
5.2末端柔順的腳踝康復機器人導納控制/146
5.2.1任務空間導納控制原理及結構/147
5.2.2腳踝關節(jié)主動力矩模型/149
5.2.3機器人導納控制器實現(xiàn)/151
5.3柔性腳踝康復機器人層級柔順控制/155
5.3.1基于自適應調節(jié)的層級柔順控制/155
5.3.2層級柔順實驗及結果分析/157
5.4本章小結/163
本章參考文獻/164
第6章基于生物信號的人機交互接口/166
6.1基于肌電信號的運動意圖識別/166
6.1.1肌電信號預處理與特征提取/166
6.1.2下肢多源特征參數(shù)分析/167
6.1.3基于多源信息的運動意圖識別/176
6.2神經肌肉模型及其控制接口/181
6.2.1骨骼肌肉建模/182
6.2.2參數(shù)辨識及模型驗證/186
6.2.3肌電驅動的機械臂自主控制/193
6.3腦電信號及其識別/196
6.3.1P300/SSVEP信號及特征提取/197
6.3.2P300/SSVEP意圖信號的識別/200
6.3.3基于SSVEP/P300的腦機接口/201
6.4本章小結/207
本章參考文獻/207
第7章下肢康復機器人的肌電自主控制/213
7.1基于肌體狀態(tài)的下肢康復機器人變阻抗控制/213
7.1.1肌肉活動狀態(tài)和肌力分析/213
7.1.2適應肌體活動的變阻抗控制/215
7.1.3實驗結果及分析/217
7.2動作意圖主導的下肢康復機器人協(xié)作控制/224
7.2.1患者肌體疲勞狀態(tài)評估/224
7.2.2疲勞避免自適應阻抗控制/231
7.2.3患者主導的人肌機協(xié)作控制/236
7.3本章小結/242
本章參考文獻/243
第8章腳踝康復機器人的腦機協(xié)作控制/245
8.1基于運動想象腦電信號的意圖識別/245
8.1.1運動想象腦電信號預處理/245
8.1.2基于腦網絡的通道選擇/248
8.1.3基于多域特征融合的運動想象分類/250
8.2基于運動想象的腳踝機器人協(xié)作控制/255
8.2.1基于運動想象的腦控機器人系統(tǒng)/255
8.2.2腳踝康復機器人的腦機協(xié)作控制/258
8.2.3實驗結果及分析/260
8.3本章小結/265
本章參考文獻/265
第9章總結/268
9.1全書工作總結/268
9.2未來研究展望/270
本章參考文獻/272