项目简介

下肢外骨骼是一种可穿戴的人机一体化机械装置，可重建和增强穿戴者的下肢运动能力，在助老助残、医疗康复和军事救灾等领域具有广泛的应用前景。下肢外骨骼本体通过一系列环节和人体耦合在一起。作为以人为中心的人机协同系统，下肢外骨骼的首要任务是与人体协同运动并实现助力功能。当下肢外骨骼与人体运动不同步时，将对穿戴者的运动产生干扰。

由人体下肢运动机理分析可知，人体下肢单腿共有8个自由度：髋关节3个，膝关节两个，踝关节3个。人体下肢行走过程中，髋关节、膝关节以及踝关节在矢状面的屈-伸自由度是必不可少的，外展-内收自由度主要起保持运动平衡的作用，内旋-外旋自由度主要用于转向和提高人机运动的协调性。故设计下肢外骨骼机器人时，矢状面的3自由度是必不可少的，因此，本文设计的下肢外骨骼在矢状面内具有6个自由度，单腿髋、膝、踝关节各有1个自由度，其中髋关节和膝关节为主动自由度，踝关节为被动自由度。通过背带完成下肢外骨骼与人体的耦合，同时外骨骼与人体腰部及大小腿之间通过绑带进行连接。设计的腰围调节器、大小腿杆长调节器可调节下肢外骨骼本体的结构参数，以适应不同身高和体重的穿戴者。设计的下肢外骨骼总体结构如图1所示。其主要的部件包括：背部板、腰部板、髋关节和膝关节执行器、踝关节弹簧执行器、大腿杆和小腿杆等。

专利情况

任彬，王耀. 基于自适应在线学习的上肢康复机器人控制方法.（发明专利，申请号：201910921845.7）

任彬, 罗序荣. 桥式起重机起升系统的机械-液压耦合建模方法. (发明专利，申请号：201910382418.6)

任彬, 罗序荣. 基于混联机构的仿人型下肢外骨骼构型方法. (发明专利，申请号：201910433209.X)

任彬, 罗序荣. 基于自适应迭代学习的外骨骼单腿协同控制方法. (发明专利，申请号：201910396222.2)

任彬, 罗序荣. 基于RBF神经网络的踝关节步态预测方法. (发明专利，申请号：201910437364.9)

任彬, 王耀. 基于人机协作系统的新型鲁棒有限时间轨迹控制方法. (发明专利，申请号：202010902654.9)

任彬, 王耀. 基于有限时间跟踪控制的协作机器人控制方法. (发明专利，申请号： 202010901676.3)

任彬, 王耀. 基于自适应神经网络滑模控制的多关节机器人控制方法. (发明专利，申请号：202010901796.3)

任彬, 潘韫杰. 基于时频共融的多通道脑电信号通道选择方法. (发明专利，申请号：202011243788.0)