1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

截至2016年底，全国60岁及以上老年人口23086万人，占总人口的16.7%，这表明我国已经逐步进入老年化社会。老年人在年龄增长过程中，生理机能会出现显著衰退，肢体灵活性也会不断下降，这给他们的日常生活带来了诸多不便。此外，由于各种疾病和交通意外等造成的关节和肌肉损伤的病人正在日益增加，他们的术后恢复慢、恢复效果不佳，这也是困扰着普通百姓以及运动员生活的严峻问题。医学理论证明，对于肢体损伤患者，在进行前期的手术与药物治疗之后，进行适量的、科学的术后康复训练能够有效地提高肢体运动机能的恢复效果。但专业护理人员相对缺乏，一个护理人员通常要对多个病人进行康复训练，因此花在一个病人身上的时间往往很有限。然而，康复训练往往需要很长的时间，训练时间的不足给病人的康复带来了困难。护理人员也容易对一种反复的康复训练动作感到疲倦。采用机器人来辅助病人康复则可有效解决以上问题。康复机器人的运动轨迹可以根据需要来设定，可以长时间精确地重复同一种动作。另外，康复机器人可以记录病人的肢体运动参数，利用这些参数可以改进康复过程和辅助医生制定下一步的康复策略。采用机器人辅助康复还可让医生实现远程控制康复机器人，让病人在家里就能接受康复训练。

气动肌肉是一种与人类肌肉输出特性类似的柔性气动驱动器件，它具有质轻、输出功率/自重比大、安全性好、清洁、价格低等优点，其输出力随着收缩位移的增大而减少。由于上述优越的特性，在康复医疗工程领域的相关应用中，气动肌肉具有很好的优势。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本课题的主要工作是在面向患者脚踝康复训练需求的基础之上，研究合适的机器人控制方法，并且在气动肌肉驱动脚踝康复机器人实验平台上对其进行了验证。主要完成的研究内容有：

（1）研究气动肌肉的工作原理以及特定的二自由度脚踝康复机器人的逆运动学模型。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第5－6周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉相关工具软件的使用。

第7－9周：研究特定的脚踝康复机器人的逆运动学模型、动力学模型以及位置控制算法，并实现仿真验证。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 姚碧涛. 气动肌肉位置控制策略及其驱动并联机器人研究[d]. 武汉理工大学, 2012.

[2] jamwal p k; xie s q; hussain s; et al.an adaptive wearable parallel robot for the treatment of ankle injuries [j].ieee/asme transactions on mechatronics, 2014, 19(1):64-75.

[3] niu jie, yang, qianqian, wang,xiaoyun, et al. sliding mode tracking control of a wire-driven upper-limbrehabilitation robot with nonlinear disturbance observer [j]. front. neurol.2017, 8, 10.