Изобретение относится к области реабилитационной медицины, в частности к средствам и методам реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательной функции, и восстановления нервно-мышечного аппарата после перенесенного инсульта и других болезней.

В качестве аналога известен Экзоскелет Ekso GT, разработанный Ekso Bionics (Ричмонд, Калифорния, США), и Parker Indego®, например, не являются тренажерами на беговой дорожке, а являются тренажерами для наземной ходьбы. Недостатком является то, что в этих устройствах ходьбы используются электродвигатели, которые небезопасны для человека [ Б. Чен, X. Ма, Л.-Ю. Цинь, Ф. Гао, К.-М. Чан, С. -В. Закон и др. , «Последние разработки и проблемы экзоскелетов нижних конечностей», Journal of Orthopedic Translation, vol. 5, стр. 26-37, 01.04.2016. ] .

Известен робот для восстановления ходьбы под названием Welwalk® (ww- 2000) от Toyota Motors, который способен выполнять движения походки в сагиттальной плоскости на беговой дорожке. Недостатком является то, что этот экзоскелет не обеспечивает движения бедрами, так как это всего лишь робот колено-лодыжка-стопа [ И. Накашима, Д. Имото, С. Хирано, М. Мукаино, М. Имайда, Э. Сайто и др. , «Разработка системы анализа аномальной походки в роботе, помогающем выполнять упражнения при ходьбе, «Welwalk» для пациентов с гемиплегическим инсультом», 8-я Международная конференция IEEE RAS/EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике (BioRob) , 2020 г., стр. 1030-1035. ]

Известен экзоскелет ReWalk от Agro Medical Technology из Израиля, который использует электродвигатели в качестве приводов и использует контроллер отслеживания траектории, который заставляет пользователей следовать траекториям, заданным роботом. ReWalk также является тренажером для наземной ходьбы [И. Р. Капула, И. А. Паша, Б. А. Кумар и В. Совмя, «Носимые экзоскелеты нижних конечностей при параплегии: обзор», Международная конференция по технологическим достижениям и инновациям (ICTAI) 2021 г., 2021 г., стр. 441-445.]. Недостатком является применение электродвигателей для привода робота.

Известно устройство для ходьбы Rex от Rex Bionics Ltd, Новая Зеландия, с другой стороны, довольно тяжелое и поэтому неудобное для тренировок на беговой дорожке [ К. Тан, С. Кояма, X. Сакураи, Т. Тераниши, Ю. Канада и С. Танабэ, «Носимый роботизированный экзоскелет для реконструкции походки у пациентов с травмой спинного мозга: обзор литературы», Журнал ортопедии Перевод, том. 28, стр. 55-64, 01.05.2021.]

Известен экзоскелетный костюм HAL (Hybrid Assistive Limb) с электроприводом, разработанный японским университетом Цукуба и робототехнической компанией Cyberdyne. Коленный сустав в HAL не остается выровненным с коленом человека, и поэтому используются полужесткие скобы, которые допускают некоторое смещение между суставами робота и человека. Это смещение в конечном итоге приводит к неточному наложению токов робота на суставы человека [ X. Ватанабэ, А. Марусима, X. Кадоне, Ю. Симидзу, С. Кубота, Т. Хино и др. , «Исследование эффективности и безопасности носимого киборга HAL (гибридной вспомогательной конечности) у пациентов с гемиплегией и острым инсультом (исследование EARLY GAIT): протоколы рандомизированного контролируемого исследования», Frontiers in Neuroscience, vol. 15, 2021-02 июля 2021.] .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ходьбы LOKOMAT® от Носоша, Япония, и DIH Medical group в Швейцарии. LOKOMAT используется в клиниках более десяти лет и является популярным устройством.

LOKOMAT обеспечивает движения туловища и таза и активирует движения бедра и колена. Однако тазобедренный и коленный суставы приводятся в действие с помощью линейных двигателей постоянного тока. Суставы экзоскелета LOKOMAT и анатомические суставы человека не остаются выровненными во время использования. Они также используют системы поддержки веса тела, чтобы помочь пациентам стоять на беговой дорожке. Пассивный механизм подъема стопы с пружинным приводом позволяет поднимать стопу во время циклов ходьбы.

Недостатком устройства является то, что конструкция робота не имеет самовыравнивающегося коленного сустава и, следовательно, использует полужесткие скобы, которые не обеспечивают точных сигналов траектории колен. В его контроллере отсутствует автоматическая помощь в адаптации (изменение сил робота в соответствии с возможностями терпения), и такие изменения осуществляются с помощью ручных настроек. [ М.Б. Неф, К. Юниус, М Россини, К. Родригес Герреро, Б. Вандергборхт и Д. Лефебер, «Компенсация смещения для полной кинематической совместимости человека и экзоскелета: современное состояние и оценка». Прикладная механика Обзоры вып 70, 2019. ].

Задачей заявляемого изобретения является улучшение контроля над механотерапией нижних конечностей, а также расширение ее возможностей за счет снабжения реабилитационного робота для ходьбы манипулятором- приводом нижних конечностей человека.

Техническим результатом заявляемого изобретения является контролируемый процесс перемещения нижних конечностей пациента с ограниченной подвижностью с помощью роботизированного экзоскелета для механотерапии нижних конечностей по беговой дорожке, имеющий адаптивный контроллер и обеспечивающий податливое срабатывание.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в конструкции реабилитационного робота для восстановления походки, включающем в себя систему поддержки веса тела, реабилитационную беговую дорожку, поручней, которые могут держать пациенты, монитора для отображения показаний датчиков и параметров тренировки, экзоскелет робота, блоки контроля усилий и перемещений и управляющее программное обеспечение, включающее в себя специальный контроллер и пользовательский интерфейс, отличающийся тем, что система поддержки веса тела, закреплена к беговой дорожке и состоит из наклонных стоек и поперечной балки, со смонтированным на ней механизмом поддержки тела, экзоскелет робота, соединен со специальным механизмом поддержания движения туловища и таза, состоящих из стальных балок и направляющих, снабженных амортизаторами для демфирования рывков движения, специальный механизм поддержания движения туловища и таза установлен на ходунке, состоящем из стальной рамы с четырьмя колесами и системой подвески, экзоскелет содержит, как минимум две пары, нижних и верхних исполнительных механизмов и состоит из закрепленных на рычажных механизмах, двух пар пневматических манипуляторов-приводов нижних конечностей, приводимых в движение с помощью компрессорного агрегата, соединенного с пневматическими манипуляторами-приводами, экзоскелет робота содержит по крайней мере, два механизма, имитирующие движения тазобедренного и коленного сустава пациента, механизм, имитирующий движение коленного сустава, соединяет нижние и верхние исполнительные механизмы и представляет собой модифицированный четырехзвенный рычажный механизм, состоящий из базового шатунного, кривошипного, второго шатунного и кулисного механизмов, базовый шатунный и второй шатунный механизмы расположены вертикально и имеют продолговатые прорези посередине и соединены попарно с нижним подвижным кривошипным механизмом и неподвижным верхним кулисным механизмом, закрепленным к креплению верхнего исполнительного механизма, в прорезь базового шатунного механизма входит неподвижный стержень, закрепленный к креплению нижнего исполнительного механизма экзоскелета, подвижный кривошипный механизм, расположенный горизонтально, закреплен к креплению нижнего исполнительного механизма экзоскелета с помощью стержня в центре кривошипа, и расположен в закрытой плоской полости, образованной внутри крепления нижнего исполнительного механизма, полость имеет внутренние выступы, кривошипный механизм выполнен с возможностью совершать вращательное движение, вокруг своей оси, по часовой стрелке до упора с этими выступами, с возможностью приведения в движение, закрепленных с ним подвижных базового шатунного и второго шатунного механизма, датчик силы, расположен в верхней части исполнительного механизма и позволяет измерять интерактивный крутящий момент человека и робота, специальный контролер, связанный с датчиком силы, выполнен адаптивным, позволяющим управлять пневматическим приводом через датчик силы.

Конструкция реабилитационного робота NU Gait (фиг. 1) является гибкой и использует пневматические «мышечные» приводы, которые по своей природе соответствуют требованиям и поэтому безопасны для использования человеком роботов. Контроллер робота специально разработан для лучшего восстановления пациентов, перенесших инсульт.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 показана полная роботизированная система NU Gait; на фиг. 2 Робот для реабилитации походки (вид спереди); на фиг. 3 Концепция модифицированного коленного сустава; на фиг. 4 Специальный механизм пассивного вертикального и бокового перемещения для движения туловища во время походки; на фиг. 5 Одна из двух ног робота Gait с приводами и механизмом усиления; на фиг. 6 Механизмы для поддержания движения таза и туловища в системе NU Gait Robot System; на фиг. 7 Специальный коленный сустав (поз. 115), схематический рисунок слева и изготовленный сустав, показанный справа на одной из ног роботизированной системы NU Gait; на фиг. 8 Рычажный механизм на экзоскелете для усиления срабатывания воздушных мышц; на фиг. 9 Детали модифицированного коленного сустава и траектория его движения. на фиг. 10 Адаптивный контроллер, реализованный на роботе NU Gait, где контроллер положения работает на основе закона расширенного управления скольжением пограничного слоя (BASMC). Описание устройства.

Представленное здесь изобретение относится к области медицины и предлагает устройство для обучения инвалидов ходить заново. Полная роботизированная система NU Gait, показанная на фиг. 1, состоит из системы поддержки веса тела 100, беговой дорожки 107, поручней 101, жестко прикрепленных с обеих сторон беговой дорожки, с помощью горизонтальных и вертикальных наклонных стоек, соединяющих поручни с горизонтальными стойками, и имеющие регулировку по высоте, поручни выполнены изогнутыми к концам, и выполнены прорезиненными, для удобства хвата пациентом, монитора 102 для отображения значений датчиков и параметров тренировки, ходунка 103 с закрепленным на нем экзоскелетом робота 105. Ходунок 103 представляет собой стальную раму с четырьмя колесами и системой подвески. Высота ходунков регулируется, в них встроен специальный механизм движения туловища и таза 104, состоящий из стальных балок и направляющих, снабженных амортизаторами для демфирования рывков движения и закрепленного на нем экзоскелета робота 105. Компрессорный агрегат 106 предназначен для обеспечения сжатым воздухом специальных приводов, которые двигают робота, реабилитационную беговую дорожку 107.

Специальный механизм для движений туловища и таза 104 может способствовать наклонному движению таза 108 и вертикальным движениям туловища 109 (фиг.6), а также использовать амортизатор 110 для демпфирования рывков движения. Контроллер 111 для робота имеет клапаны для управления давлением и работает с программным обеспечением под названием «CODES YS», которое принимает значения датчиков в качестве входных данных и предоставляет выходные значения для электромагнитных клапанов для управления давлением в исполнительных механизмах.

Роботизированный экзоскелет имеет две «ноги» 112, прикрепляемым к ногам пациентов. Робот приводится в действие с помощью специальных пневматических приводов 113, (фиг.5) называемых воздушными «мышцами», которые работают со сжатым воздухом. Ноги пациентов, прикрепленные к ногам робота, начинают двигаться вместе с роботом. Движения в тазобедренном и коленном суставах пациентов при ходьбе обеспечиваются механизмами аналогичными тазобедренным суставам 114 и коленным суставам 115 робота. Специальный пневматический привод 113, называемый воздушными «мышцами» обеспечивает линейное перемещение при надувании или сдувании, а их линейные движения затем преобразуются во вращательные движения в тазобедренных и коленных суставах с помощью рычажного механизма 116 (на фиг.8). Активация от пневматического привода, называемого воздушными «мышцами» немного меньше, чем требуется, поэтому тот же рычажный механизм 116 также усиливает сигнал смещения от пневматического привода, называемого воздушными «мышцами» перед преобразованием его во с1вращательное движение. Датчики силы FUTEK® 117, установленные на роботе, измеряют силу взаимодействия человека и робота и тем самым помогают измерить возможности пользователя (фиг. 5). Коленный сустав человека формируется на концах бедренной кости 118 и большеберцовой кости 119 (фиг.З). В щели между концами бедренной и большеберцовой костей имеется суставной хрящ 120, который является мягкой тканью и поэтому при движениях сдавливается. Другими словами, коленные суставы человека перемещаются с двумя степенями свободы в сагиттальной плоскости, вне которых преобладает вращательное движение с небольшим линейным смещением за счет компрессии в хрящах. Если коленные суставы робота обеспечивают только вращательное движение, они не будут оставаться на одной линии с коленным суставом человека при ходьбе. В предлагаемом роботе NU Gait Robot используется специальный коленный сустав робота 115 (фиг.7), который обеспечивает непрерывное выравнивание между коленным суставом человека и коленным суставом робота.

- Конструкция экзо скелета :

Система поддержки веса тела 100: Когда человеку с ограниченными возможностями помогают встать на беговую дорожку, он/она всегда не нагружается с помощью системы поддержки веса тела. Эта система состоит из двигателя с подсоединенным кабелем, который дополнительно подсоединяется к ремням безопасности, которыми пристегивается человек. Эта система поставляется с блоком дистанционного управления для включения двигателя и перемещения кабеля, чтобы поднять или опустить человека с беговой дорожки.

Реабилитационная беговая дорожка 107 и поручни 101. Используемая беговая дорожка является специальной беговой дорожкой, на которой есть монитор для отображения частоты сердечных сокращений пользователя, помимо различных других данных, таких как скорость ленты, наклон ленты, время и т. д. Ожидается, что пользователь будет иметь инвалидность нижних конечностей и поэтому за поручни требуется держаться руками для балансировки. Специальная реабилитационная беговая дорожка 107, используемая в установке, также имеет необходимые поручни 101.

Роботизированный экзоскелет 105, состоит из пневматического привода, называемого воздушными «мышцами» 113. Как показано на фиг. 5, в экзоскелете используются четыре пневматических привода 113, называемых воздушными «мышцами» для приведения в действие его тазобедренного 114 и коленного суставов 115. Два пневматических привода воздушных «мышц», показанные в верхней части экзоскелета (фиг. 5), будут приводить в действие тазобедренный сустав, тогда как другая пара пневматического привода воздушных «мышц» в нижней части экзоскелета будет приводить в действие коленный сустав экзоскелета. Проектирование и разработка двух «ног» 112 роботизированного экзоскелета было направлено для использования двух ног пациентов, чтобы помочь им ходить по беговой дорожке.

Рычажный механизм 116: Рычажный механизм предназначен для усиления приведения в действие воздушной мускулатуры и показан на фиг. 5, а затем также отдельно показан на фиг. 5 воздушных мышц.

Новый коленный сустав 115: коленный сустав в экзоскелете был разработан для обеспечения небольшого линейного смещения наряду с вращательным движением. Поскольку экзоскелет будет крепиться к ноге человека, предполагается, что во время движений он должен оставаться на одной линии с коленным суставом человека. Коленный сустав человека также имеет небольшое линейное смещение помимо вращательного движения, и новый коленный сустав предназначен для движения, аналогичного человеческому коленному суставу. Этот шарнир в основном представляет собой модифицированный четырехзвенный рычажный механизм. В общем, звенья четырехзвенного механизма называются базовыми (L1), кривошипными (L2), шатунными (L3) и кулисными (L4) звеньями, и они показаны на фигуре 9 как звенья от L1 до L4. Движение в коленном суставе при использовании этого специального сустава будет соответствовать кривой 121 (вращение с небольшим смещением).

Как видно на фиг.9 базовый шатунный (L1) и второй шатунный (L3) механизмы расположены вертикально и имеют продолговатые прорези посередине и соединены попарно с нижним подвижным (L2) кривошипным механизмом и неподвижным верхним кулисным (L4) механизмом, закрепленным к креплению верхнего исполнительного механизма. В прорезь базового шатунного механизма (L1) входит неподвижный стержень, закрепленный к креплению нижнего исполнительного механизма экзоскелета. Подвижный кривошипный механизм (L2) закреплен к креплению нижнего исполнительного механизма экзоскелета с помощью стержня в центре кривошипа, и расположен в закрытой с двух сторон полости, образованной внутри нижнего исполнительного механизма, полость имеет внутренние выступы, кривошипный механизм выполнен с возможностью совершать вращательное движение, вокруг своей оси, по часовой стрелке до упора с этими выступами, одновременно приводя в движение закрепленные с ним подвижно базовый шатунный и второй шатунный механизмы, выполняющие при движении сложное по траектории кинематическое движение.

Этот новый сустав дополнительно показан установленным на экзоскелете на фиг.5 для ясности. Новый коленный сустав был установлен на роботизированном экзоскелете между верхней и нижней частями исполнительных механизмов экзоскелета для работы коленного сустава пациента.

Для создания более естественных моделей движения конструкция робота имеет больше степеней свободы (DOF). Конструкция робота имеет две активируемые степени свободы (по одной для сагиттальных движений тазобедренного и коленного суставов). Экзоскелет также имеет две пассивные степени свободы для наклонного движения таза 108 и вертикального движения туловища 109 .

Улучшенные коленные суставы 115 используются в экзоскелете, который имеет переменный центр мгновенного вращения, подобный анатомическому коленному суставу человека. Легкие конструкции робота (< 2,0 кг) вместе с модифицированным коленным суставом сводят к минимуму проскальзывание между суставами конечностей человека и суставами робота, снижая утомляемость пациента во время повторяющихся движений. Используемые пневматические «мышечные» приводы 113 имеют малый вес (80 г), внутренне совместимы и безопасны для использования людьми.

- Описание работы робота:

Роботизированные реабилитационные системы ходьбы (на фиг.1) состоят из экзоскелета 105, контроллера 111, компрессорного агрегата 106, системы поддержки веса тела 100 и реабилитационной беговой дорожки 107. Эта система используется для лечения пациентов, которые стали инвалидами и не могут ходить после инсульта или травмы. Пациентов привозят на инвалидных колясках, а затем с помощью системы подвески, закрепленной на коромысле ходунка 103, и состоящей из ремней и креплений для грудной и паховой области пациента, одевают их на пациента и ставят пациента на реабилитационную беговую дорожку 107. Далее, к нижним конечностям пациентов с помощью эластичных креплений, в виде «липучки», крепится экзоскелет робота 105, в двух местах, под коленным суставом, и ниже тазобедренного сустава, с помощью пластичного эргономичного фиксатора и эластичного крепления экзоскелета робота, что позволяет пациенту синхронно двигать ногами с помощью робота. Специальный коленный сустав 115 на экзоскелете помогает удерживать колено человека и колено экзоскелета все время на одной линии. Экзоскелет робота 105 предназначен для приведения в действие тазобедренные и коленные суставы пациентов, для ходьбы по беговой дорожке. Скорость полотна беговой дорожки 107 синхронизирована с частотой шагов при ходьбе или частотой шагов экзоскелета 105. Для поддержания тела пациента при ходьбе разработан специальный механизм для движения туловища и таза 104, который позволяет пассивно выполнять вертикальные движения туловища с помощью амортизатора ПО. Этот механизм также допускает поступательное боковое (латеральное) движение пользователя через вращающиеся суставы. Известно, что при ходьбе, кроме ног, часть туловища пользователя будет иметь некоторое вертикальное движение, а часть таза будет перемещаться вбок.

Как только пациенты начинают восстанавливаться и восстанавливают некоторые функции тазобедренных и коленных суставов, сила, прикладываемая роботом к суставам пациентов, пропорционально уменьшается. Данные датчика силы 117 (на фиг.5) от экзоскелета анализируются, чтобы узнать о степени выздоровления пациентов, а затем контроллер принимает решение о снижении усилий экзоскелета.

Конструкция реабилитационного робота NU Gait (фиг. 5) является гибкой и использует приводы пневматические приводы, в виде воздушных «мышц» 113, которые по своей природе являются совместимыми и поэтому безопасны для использования человеком роботов. Контроллер робота специально разработан для лучшего восстановления пациентов, перенесших инсульт.

Контроллер робота «Помощь по мере необходимости»:

Комбинированная динамика роботизированного ортеза и человека определяется как:

Здесь 0, 0, 0 E представлены (бедро или колено) угловое положение, скорость и ускорение соответственно. Динамика углов тазобедренного и коленного суставов рассматривалась раздельно, чтобы упростить их сложную обработку. Разделение тазобедренной и коленной систем позволяет нам разработать одну и ту же структуру контроллера для обеих подсистем; однако числовые значения их системных параметров и коэффициентов усиления их контроллера могут быть разными. М(0) Е IR - термин инерции, С($, 0) Е IR представляет собой центробежный и кориолисовый моменты, Е К. включает гравитационный и фрикционный моменты. Управляющей переменной Т _гоЬ является крутящий момент, прикладываемый роботизированным ортезом к динамике тазобедренного или коленного сустава, который измеряется датчиком давления в приводах ортеза. Наконец, Т _Ьитап это эквивалентный крутящий момент, обеспечиваемый ногой человека в тазобедренном или коленном суставе.

Интерактивный крутящий момент человека-робота (HRIT) измеряется с помощью тензодатчиков FUTEK, прикрепленных к бедру и голени, как показано на фигуре 5. Если усилие субъектов равно нулю или субъект пассивен, т . е Thuman — [о 0]. сигналы, предоставляемые тензодатчиками, представляют собой HRIT пассивного режима, в котором уровень инвалидности пациента является самым высоким, и робот ходьбы обеспечивает полную поддержку для доминирования, движения нижней конечности. В этом случае = Tpasstve сохраняется как профиль крутящего момента тензодатчиков ( это крутящий момент взаимодействия, когда субъект пассивен). Если субъект генерирует активную силу, которая положительно влияет на движение ( T'human > 0), сигнал от тензодатчиков ( момент взаимодействия, когда субъект активен) имеет тенденцию быть меньше по сравнению с T ^p _nteraction . Кроме того, T^ _teraction увеличивается, когда активная сила субъекта противодействует движению нижней конечности робота ( T _human < 0). Разница между пассивным ( T^ _teraction ) и активным ( T _teraction ) крутящим моментом принимается за составляющую человеческого крутящего момента.

^/штапРассматривается как активный крутящий момент человека и используется для регулировки податливости робота. Когда значение ^/iumanP ^aBH0 нулю, робот ходьбы берет на себя управление и обеспечивает требуемый общий крутящий момент ( T _robot = T _totai ). С другой стороны, когда пользователь активен и может приложить некоторый крутящий момент, общий крутящий момент остается прежним, но крутящий момент от робота ( T _robot ) уменьшается как ( T _robo Ttotai T _buman ).

Алгоритм обратной динамики извлекает активный компонент крутящего момента человека (T _human ). Закон адаптации регулирует роботизированную помощь в зависимости от степени активного человеческого компонента крутящего момента.

Заявленные инновации:

В этой IDF заявлены три важных изобретения. Описание этих изобретений приведено ниже:

Усовершенствованная конструкция походного робота: походный робот, используемый для реабилитационной терапии, во время использования прикрепляется к нижней конечности человека. Известно, что, поскольку суставы человека и суставы робота имеют разную природу, во время использования между ними будет возникать несовпадение. Другими словами, суставы робота будут терять согласованность с суставами человека во время движения. У нашего ближайшего конкурента LOKOMAT есть эта проблема, и для решения этой проблемы они используют полужесткие скобы, которые обеспечивают относительное движение между суставами человека и суставами робота. Однако использование полужестких скоб вносит неточности в движения, которыми управляет робот, и этот подход может быть не лучшим решением. В нашей конструкции робота мы использовали усовершенствованный коленный сустав 115, который позволяет выполнять некоторое перемещение при заданном вращательном движении. Таким образом, проблема несоосности суставов человека и суставов робота была эффективно решена. Усовершенствованный коленный сустав походного робота показан на фиг. 7 . Соответствующее срабатывание робота походки: Кроме того, было отмечено, что электродвигатели не могут быть безопасными исполнительными механизмами для использования в роботах с походкой, которые носит пользователь-человек. Помимо того, что они тяжелые, эти двигатели называются жесткими приводами, которые нельзя перемещать вручную без подачи электрического тока. Это означает, что, если по какой-то причине пользователь хочет остановить робота, он должен найти кнопку остановки и нажать ее, а за это время робот уже мог повредить ранее травмированные конечности или внутренние мягкие ткани пациента. Управляемость задним ходом — еще одна важная проблема, которой нет у электродвигателей. Возможность заднего хода позволяет приводам с способность выдерживать большие усилия и высокая ударопрочность для быстрой адаптации к внешним силам. Это поможет свести к минимуму ущерб для пациента при проведении реабилитации из-за воздействия окружающей среды или других неожиданные внешние и внутренние события. Задняя управляемость может быть достигнута путем разработки соответствующих контроллеров для двигателей; однако его трудно реализовать на электродвигателях из-за их высокой инерционности.

Мы использовали пневматические «мышечные» приводы 113 в нашем походном роботе, которые имеют малый вес (всего 80 г по сравнению с весом двигателя 1500-2000 г), а также обеспечивают податливое движение (фиг. 5). Эти воздушные мышцы используют для приведения в действие сжатый воздух. Дальнейшая активация от воздушных мышц невелика и нуждается в усилении. Мы также разработали новый механизм, который усиливает срабатывание, получаемое от воздушных мышц, и он показан на фиг. 4.

Адаптивный контроллер, реализованный на роботе NU gait, где контроллер положения работает на основе закона расширенного управления скольжением пограничного слоя (BASMC). Алгоритм обратной динамики извлекает активный компонент крутящего момента человека (T human). Закон адаптации регулирует роботизированную помощь в зависимости от степени активного человеческого компонента крутящего момента.

Конструкция реабилитационного робота для восстановления походки имеет малый вес, обеспечивает соответствующее срабатывание, и имеет интеллектуальный контроллер. Конструкция робота имеет больше степеней свободы, по сравнению с конкурентами, для обеспечения естественного движения. Конструкция робота может обеспечивать пассивные движения таза вместе с движениями в сагиттальной плоскости.

Электродвигатели не используются, так как они небезопасны. Вместо этого мы используем приводы «воздушных мышц», которые работают аналогично нашим скелетным мышцам и работают на сжатом воздухе. Эти приводы изготовлены из резиноподобного мягкого материала для обеспечения необходимой податливости во время движений робота.