本书聚焦下肢外骨骼康复机器人与患者之间的强耦合作用关系，系统阐述柔顺人机交互控制的核心理论、关键算法、工程实现及临床测试全过程，构建了兼具理论创新性与工程实用性的研究体系。
第一章对本书研究内容进行综述。第二章设计固定悬挂式下肢外骨骼康复机器人系统，创新性地提出一种基于轨迹变形算法的人机交互控制方法，有效提升人机交互过程中的柔顺性与运动平滑性。第三章研发可穿戴式下肢外骨骼康复机器人系统，提出一种时空柔顺人机交互控制方法，实现空间柔顺性与时间柔顺性的独立调节，为柔顺人机交互控制方法从空间维度向时间维度的拓展提供了有效技术路径。第四章提出了一种基于轨迹变形算法的关节输出受限柔顺控制方法，将意图轨迹约束扩展到实际轨迹约束，并为摆动阶段主动力矩提取和步态速度调整提供新的方法。第五章为适应不同患者或同一患者不同时间运动能力的差异，提出一种自适应柔顺人机交互控制方法，通过临床测试验证其有效性，为多模式自适应控制方法的临床应用提供实践指导。
全书贯穿“理论—算法—仿真—临床”的系统研究思路，融合康复医学、机器人学、控制工程等多学科技术，兼具理论深度与实践价值，可作为相关领域科研人员、工程技术人员的参考书，也可为高校相关专业研究生、本科生提供学习材料，助力下肢外骨骼康复机器人的临床应用推广与产业升级。
周杰，沈阳工业大学讲师、硕士生导师，入选国家资助博士后研究人员计划、沈阳市拔尖人才计划。主要从事智能辅助康复机器人、人机物理交互控制、生物力学仿真与人体运动意图估计等领域研究。先后主持国家自然科学基金青年项目、辽宁省自然科学基金博士启动项目、辽宁省教育厅科研项目及多项企业横向技术开发课题，参与重点研发计划战略性科技创新合作项目、深圳市医学研究专项项目、广东省科技计划项目、广东省自然科学基金项目等多项科研课题。现为IEEE会员、中国生物医学工程学会康复工程分会会员。累计发表SCI/EI学术论文20余篇，申请发明专利10余项。深耕科研与育人工作，指导学生获得省级学科竞赛一、二等奖近10项。
第一章 绪.论 001
1.1 概述 001
1.2 下肢外骨骼康复机器人研究现状 003
1.2.1 坐卧式下肢外骨骼康复机器人 004
1.2.2 站立式下肢外骨骼康复机器人 006
1.2.3 多位姿式下肢外骨骼康复机器人 016
1.3 下肢外骨骼康复机器人控制方法 018
1.3.1 传统位置控制方法 018
1.3.2 阻抗/导纳控制方法 021
1.3.3 力/速度场控制方法 023
1.3.4 基于运动表现的自适应控制方法 025
1.4.本书主要内容与结构 027
第二章 基于轨迹变形算法的人机交互控制方法 031
2.1 概述 031
2.2 固定悬挂式下肢外骨骼康复机器人 032
2.2.1 机械结构设计 032
2.2.2 控制系统构建 035
2.3 轨迹变形算法改进 037
2.3.1 轨迹变形算法与运动基元函数解析 037
2.3.2 轨迹变形算法迭代方程推导 040
2.4 柔顺人机交互控制方法设计 044
2.5 实验设计 047
2.5.1 实验范式 047
2.5.2 评价参数 050
2.6 结果 051
2.6.1 轨迹变形算法与导纳模型仿真 051
2.6.2 柔顺人机交互控制方法仿真结果 054
2.6.3 柔顺人机交互控制方法实验结果 057
2.7 控制效果分析 060
2.8 小结 063
第三章 时空柔顺人机交互控制方法 064
3.1 概述 064
3.2 可穿戴式下肢外骨骼康复机器人 065
3.2.1 机械结构设计 065
3.2.2 控制系统构建 068
3.2.3 实物样机与安全保护措施 070
3.3 时空柔顺人机交互控制方法设计 072
3.3.1 轨迹生成器 074
3.3.2 交互力矩估计器 077
3.3.3 步态速度自适应调整器 079
3.3.4 径向基神经网络自适应控制器 081
3.4 控制方案设计 082
3.4.1 概述 082
3.4.2 参数设置 084
3.4.3 评价参数 085
3.5 结果分析 086
3.6 控制效果分析 092
3.7 小结 095
第四章 下肢康复机器人关节输出受限柔顺控制方法 096
4.1 概述 096
4.2 个性化人机耦合模型参数辨识 097
4.2.1 人机耦合模型构建 097
4.2.2 人机耦合模型参数辨识 098
4.2.3 收敛性证明 099
4.3 基于轨迹变形算法的关节输出受限柔顺控制方法设计 102
4.3.1 高层轨迹规划器设计 103
4.3.2 底层位置控制器设计 107
4.4 实验设计 112
4.4.1 实验范式 113
4.4.2 参数设置 115
4.4.3 评价参数 115
4.5 实验结果 116
4.6 结果讨论 121
4.7 小结 123
第五章 自适应柔顺人机交互控制方法与临床测试 124
5.1 概述 124
5.2 可穿戴式下肢外骨骼康复机器人改进 125
5.3 自适应柔顺人机交互控制方法设计 128
5.3.1 轨迹生成器 129
5.3.2 交互力矩估计器 130
5.3.3 意图轨迹预测器 131
5.3.4 多模式自适应调整器 132
5.3.5 线性自抗扰控制器 134
5.4 实验设计 138
5.4.1 实验范式 138
5.4.2 参数设置 141
5.4.3 评价参数 141
5.5 实验结果 142
5.5.1 健康受试者 142
5.5.2 偏瘫患者 146
5.5.3 偏瘫患者和健康受试者对比 151
5.6 结果讨论 154
5.7 小结 156
参考文献 158
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