國內(nèi)外許多科研機構(gòu)都對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較少。目前,大部分電動輪椅的功能比較單一,難以與下肢外骨骼較好結(jié)合,因此不能滿足特定群體的需要。在此背景下,本課題針對起立功能障礙患者,研究了一種能與下肢外骨骼有機結(jié)合的輔助起立智能輪椅系統(tǒng)。首先,本文在測量與分析人體起立過程規(guī)律并結(jié)合人機工程學(xué)基礎(chǔ)上,設(shè)計了可與下肢外骨骼結(jié)合的輔助起立智能輪椅裝置,包括電動輪椅、輔助起立機構(gòu)兩部分,其中輔助起立機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降機構(gòu)、減速機構(gòu)和支撐機構(gòu),旋轉(zhuǎn)機構(gòu)采用蝸輪蝸桿傳遞動力,升降機構(gòu)采用雙螺旋傳動方案。然后,在完成機構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,對本文所設(shè)計輔助起立智能輪椅進行建模分析。從正常人體起立運動學(xué)公式推導(dǎo)出輔助起立機構(gòu)逆運動學(xué)方程,由拉格朗日法計算得到輔助起立機構(gòu)提供給用戶的輔助力與力矩。使用虛擬樣機技術(shù)對輔助起立輪椅人機模型進行了仿真和分析,得到輔助起立輪椅人機模型的運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù),仿真結(jié)果與前文相關(guān)內(nèi)容的計算結(jié)果相符,從而驗證了本文機構(gòu)設(shè)計的合理性。最后,本文結(jié)合智能輪椅的需求,設(shè)計了控制系統(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、電機... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：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 論文研究內(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
    2.1 輔助起立智能輪椅總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
        2.1.1 人體起立過程測量與分析
        2.1.2 設(shè)計要求
        2.1.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
    2.2 電動輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 輔助起立機構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 輔助起立機構(gòu)方案分析
        2.3.2 升降機構(gòu)設(shè)計
        2.3.3 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計
        2.3.4 減速機構(gòu)設(shè)計
        2.3.5 支撐機構(gòu)設(shè)計
    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模型分析
    3.1 起立過程人體運動學(xué)模型分析
        3.1.1 正常人體起立數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 起立過程逆運動學(xué)分析
    3.2 起立過程動力學(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仿真與分析
    4.1 虛擬樣機技術(shù)簡介
    4.2 虛擬樣機模型建立與分析
        4.2.1 虛擬樣機模型建立
        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
    5.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    5.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計
        5.2.1 主控制器設(shè)計
        5.2.2 電機驅(qū)動系統(tǒng)選型
        5.2.3 通信與傳感系統(tǒng)設(shè)計
    5.3 下位機程序設(shè)計
        5.3.1 電動輪椅運動控制算法設(shè)計
        5.3.2 輔助起立算法設(shè)計
    5.4 手機上位機設(shè)計
        5.4.1 手機APP模塊化設(shè)計
        5.4.2 交互界面設(shè)計
        5.4.3 基于Android手機的輪椅運動控制實驗
    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


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2982058