绳牵引康复机器人的动力学分析与控制

摘要

针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题,设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人.基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型,推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式.考虑到该机器人系统具有非线性、强耦合、多输入多输出等特点,采用模糊滑模控制算法来实现骨盆的轨迹跟踪.理论分析和仿真实验结果表明,该控制算法不仅能满足骨盆轨迹跟踪精度的要求,而且具有较强的鲁棒性.