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可穿戴下肢康复机器人(Wearable Lower Limbs Rehabilitation Robot)是将人类的智力优势和机器人系统的机械优势相结合,使人类和机器人优势互补的智能机器人系统。可穿戴康复机器人系统涉及人体工学设计、智能PID控制理论、多传感器信号融合技术、信号处理等学科,近年来成为智能机器人领域日臻成熟的研究方向。本文主旨是研究设计下肢可穿戴康复机器人感知系统,建立人体下肢运动学理论模型,进行人体运动学分析,设计感知系统硬件电路,研究感知人体算法,最后在工控机平台进行实验验证。本文首先调研当今国内外康复机器人领域研究的应用现状,根据人体肢体运动机理和人体解剖学理论,研究基于动态姿态分析系统的人体下肢运动参数获取与分析方法。利用动态姿态分析系统,结合人体标志点,采集人体起立-坐立、行走过程、上台阶过程、起蹲过程中标志点位置数据。通过Matlab软件对数据进行分析,结合钟摆理论以及数字滤波理论等技术,可得到人体在以上运动过程中背部倾角、髋关节角度、膝关节角度等角度信息和髋关节角加速度、膝关节角加速度等角加速度信息。通过对以上人体下肢信息进行特征提取,可对人体下肢运动过程在时间轴进行相位细分,研究人体下肢ZMP在水平轴的转换。在以上理论基础上,分析研究人体下肢运动反馈信息种类,确立可穿戴康复机器人感知系统采集的运动反馈信号,确定感知信号类型,继而确定传感器选型。结合人体下肢运动机理,布局传感器模块,设计硬件电路,建立多传感器信号采集电路,研究基于有限状态机(FSM)的下肢运动过程研究模型,分析人体运动状态转换特征,研究判定人体运动意图的感知算法,可判定穿戴者当前姿态以及坐立时的站立意图,站立时行走意图,以及行走过程中的迈步意图以及停止意图等。最后,在工控机平台对传感器网络进行调试,对感知算法进行验证,并在此基础上对算法进行修改,优化。实验表明,本文所研究感知人体算法采用的阈值可以准确区分人体运动相位,判断当前运动模态,判定穿戴者运动意图。