國(guó)內(nèi)外許多科研機(jī)構(gòu)都對(duì)下肢外骨骼做了大量研究,與之配合使用具有特殊功能的智能輪椅研究卻相對(duì)較少。目前,大部分電動(dòng)輪椅的功能比較單一,難以與下肢外骨骼較好結(jié)合,因此不能滿(mǎn)足特定群體的需要。在此背景下,本課題針對(duì)起立功能障礙患者,研究了一種能與下肢外骨骼有機(jī)結(jié)合的輔助起立智能輪椅系統(tǒng)。首先,本文在測(cè)量與分析人體起立過(guò)程規(guī)律并結(jié)合人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了可與下肢外骨骼結(jié)合的輔助起立智能輪椅裝置,包括電動(dòng)輪椅、輔助起立機(jī)構(gòu)兩部分,其中輔助起立機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿傳遞動(dòng)力,升降機(jī)構(gòu)采用雙螺旋傳動(dòng)方案。然后,在完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)本文所設(shè)計(jì)輔助起立智能輪椅進(jìn)行建模分析。從正常人體起立運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出輔助起立機(jī)構(gòu)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,由拉格朗日法計(jì)算得到輔助起立機(jī)構(gòu)提供給用戶(hù)的輔助力與力矩。使用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)輔助起立輪椅人機(jī)模型進(jìn)行了仿真和分析,得到輔助起立輪椅人機(jī)模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),仿真結(jié)果與前文相關(guān)內(nèi)容的計(jì)算結(jié)果相符,從而驗(yàn)證了本文機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。最后,本文結(jié)合智能輪椅的需求,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬軟件總體方案。智能輪椅硬件系統(tǒng)包括主控制器設(shè)計(jì)、電機(jī)... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 輔助起立康復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 穿戴式輔助起立康復(fù)裝置
        1.2.2 床式輔助起立康復(fù)裝置
        1.2.3 座椅式輔助起立康復(fù)裝置
    1.3 智能輪椅研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 輔助起立智能輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 輔助起立智能輪椅總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 人體起立過(guò)程測(cè)量與分析
        2.1.2 設(shè)計(jì)要求
        2.1.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
    2.2 電動(dòng)輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 輔助起立機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.1 輔助起立機(jī)構(gòu)方案分析
        2.3.2 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.4 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.5 支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 輔助起立智能輪椅安全策略
    2.5 本章小結(jié)
第三章 輔助起立智能輪椅人機(jī)模型分析
    3.1 起立過(guò)程人體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型分析
        3.1.1 正常人體起立數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 起立過(guò)程逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.2 起立過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析
    3.3 輪椅性能分析
        3.3.1 輪椅爬坡能力分析
        3.3.2 輪椅越障能力分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 輔助起立智能輪椅虛擬樣機(jī)仿真與分析
    4.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介
    4.2 虛擬樣機(jī)模型建立與分析
        4.2.1 虛擬樣機(jī)模型建立
        4.2.2 仿真結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 輔助起立智能輪椅控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    5.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.2.1 主控制器設(shè)計(jì)
        5.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型
        5.2.3 通信與傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)
        5.3.1 電動(dòng)輪椅運(yùn)動(dòng)控制算法設(shè)計(jì)
        5.3.2 輔助起立算法設(shè)計(jì)
    5.4 手機(jī)上位機(jī)設(shè)計(jì)
        5.4.1 手機(jī)APP模塊化設(shè)計(jì)
        5.4.2 交互界面設(shè)計(jì)
        5.4.3 基于Android手機(jī)的輪椅運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2982058