4.1  新型电动步行训练器总控制系统方案设计 29

4.2  新型电动步行训练器硬件选型 29

4.3  步进电机控制系统电路设计 33

5  步进电机控制系统软件设计 37

5.1  软件设计思路 37

5.2  编程与控制功能实现 38

5.3  软件仿真分析 41

结论 43

致谢 45

参考文献 46

附件 48

1 绪论

1.1 概述

随着科学技术的发展，人们生活水平不断提高，老年人的人口数量越来越大，因脑卒中、中风、脑损伤、脊椎损伤等疾病而引起的下肢运动障碍的患者数量逐年增多，帮助这类患者克服下肢运动障碍，恢复其下肢运功功能，已成为社会亟待解决的问题之一。

现代医学实践证明，脑卒中、中风、脑损伤、脊椎损伤病人和患者，在因大脑中枢神经受损，失去对肢体的支配和控制，从而出现肢体运动功能障碍的患者中，发生下肢运动功能障碍的患者居多，情况比较轻的会出现行走困难，情况较重的会丧失行走能力。除此临床医学还证明，因外部伤害或疾病而失去行走能力的人，其病因和病症往往具有复杂性和多样性，虽然经过传统医学药物治疗，病情多数能够得以控制，但行走机能往往不可能恢复到病前的状态，需要经过一定时间的康复训练才能逐步得以改善或恢复 。

助行康复机器人是典型的机电一体化系统，它可以为使用者提供助力、保护、身体支撑，同时又融合了传感器、信息处理、移动计算等技术，使机器人能够完成特定的功能和任务。在助行康复训练过程中，机器人能够增加使用者躯干的稳定性，使患者侧下肢直接得到外力支撑而减轻负重，并能改善步态及提高步态的再学习能力，使步行中的能量消耗大大减少，同时能够预防异常情况下导致的疼痛等 。除此之外，在助行康复机器人的帮助之下，可对患下肢肌肉和各个关节产生的各种刺激及运动反馈，更进一步提高康复训练的效果，从而使有下肢功能障碍的患者更好的恢复其下肢运动机能 。

步行康复机器人在国外研究较早，最早的步行康复机器人是把一个类似于人腿的机械装置捆绑在患者腿部，通过电机的驱动，带动患者的进行运动。该机械装置的摆动速度和摆动幅度均可调整，具有一定的针对性。进入21世纪后，随着科学技术的发展，人们对康复机器人的研究不断深入，以恢复下肢行走功能为目的的步行康复训练机器人的种类越来越多，功能不断强化，训练效果也越来越好。现阶段所使用的临床康复训练方案以及康复训练的评价方法还没有规范化，机器人技术完全应用于临床康复训练还需进一步研究和探索 。

综上所述，研究助行康复机器人技术，使其满足下肢康复训练、辅助行走等需要，提高老年人的生活质量，减轻社会负担，使其真正服务于需要的人，具有重要意义。

1.2 国内外下肢康复机器人研究现状

1.2.1 国外下肢康复机器人研究现状

1.3论文研究内容

由国内外康复机器人发展现状可以看出，国外康复机器人起步早、发展迅速、类型多种化、大型化程度高，而国内主要是一些小型化机器人，并以静态化机械设备为主，动态康复机器人研究甚少，所以本论文将对动态康复机器人进行研究，提出一种新型电动步行训练器。