Compliant control for wearable exoskeleton robot based on human inverse kinematics

外骨骼 计算机科学 机器人 反向动力学 运动学 可穿戴计算机 康复机器人 康复 逆动力学 模拟 人工智能 医学 物理疗法 物理 经典力学 嵌入式系统
作者
Brahim Brahmi,Maarouf Saad,Abdelkrim Brahmi,Cristóbal Ochoa-Luna,Mohammad Habibur Rahman
出处
期刊:International Journal of Advanced Robotic Systems [SAGE]
卷期号:15 (6) 被引量:16
标识
DOI:10.1177/1729881418812133
摘要

Rehabilitation robots are a new technology dedicated to the physiotherapy and assistance motion and has aroused great interest in the scientific community. These kinds of robots have shown a high potential in limiting the patient’s disability, increasing its functional movements and helping him/her in daily living activities. This technology is still an emerging area and suffers from many challenges like compliance control and human–robot collaboration. The main challenge addressed in this research is to ensure that the exoskeleton robot provides an appropriate compliance control that allows it to interact perfectly with humans. This article investigates a new compliant control based on a second-order sliding mode with adaptive-gain incorporating time delay estimation. The control uses human inverse kinematics to complete active rehabilitation protocols for an exoskeleton robot with unknown dynamics and unforeseen disturbances. The stability analysis is formulated and demonstrated based on Lyapunov function. An experimental physiotherapy session with three healthy subjects was set up to test the effectiveness of the proposed control, using virtual reality environment.

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