本文選題：站起康復訓練 + 三肢段生物力學模型　； 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著人口老齡化現(xiàn)象的越發(fā)嚴重,患有偏癱中風等疾病人數(shù)越來越多,此類病的后遺癥致使患者下肢運動功能嚴重受限。與此同時,進入全民汽車時代的中國,每年因交通事故所引發(fā)的下肢運動功能障礙的人數(shù)正逐年遞增�，F(xiàn)如今,人們對下肢康復訓練機器人需求度越來越高,而站起運動在整個下肢康復訓練過程中起到關鍵性作用,它是完成其他下肢運動和活動的前提。目前,站起康復訓練機器人系統(tǒng)的研究已成為康復研究的熱點和重要課題之一。結合現(xiàn)有下肢康復訓練機器人研究狀況,本文首先對人體主要關節(jié)髖、膝、踝關節(jié)進行詳細介紹,并對人體運動系統(tǒng)的骨骼肌和支配神經詳細解釋說明,為站起康復訓練機器人系統(tǒng)的研究提供必要的康復醫(yī)學理論基礎。然后結合人體站起運動周期特點,將人體站起運動周期進行進一步分析處理,提出一種全新分段式建立站起運動生物力學模型的方法,并確定出每一階段生物力學模型與之相對應的動力學方程和質心位置表達式。接下來,對比分析已有控制方法的優(yōu)缺點,確定出本文所提出的“有限狀態(tài)機(FSM)與模糊PID相結合”的控制方法。之后,通過使用Matlab/Simulink軟件進行系統(tǒng)仿真分析,并與單獨的PID控制方法進行仿真結果對比。最后制定人體站起運動訓練康復策略,即被動訓練和主動訓練相結合的康復策略。本文所研究的站起運動康復訓練機器人系統(tǒng)及控制策略,雖然已經取得了一定的研究成果,但相對更深入的研究仍處于初級階段,故還應該進行大量的分析研究與實驗驗證等工作,才能將該控制系統(tǒng)成功轉化為實體康復訓練產品為臨床康復治療所應用。
[Abstract]:With the aging of the population, more and more people suffer from hemiplegia, stroke and other diseases. At the same time, the number of motor dysfunction caused by traffic accidents in China is increasing year by year. Nowadays, people need more and more lower limb rehabilitation training robots, and stand up exercise plays a key role in the whole lower limb rehabilitation training process, which is the premise to complete other lower limb movements and activities. At present, the research of standing-up rehabilitation training robot system has become one of the hot and important topics in rehabilitation research. In this paper, the main joints of the human body, hip, knee and ankle, are introduced in detail, and the skeletal muscles and innervation of human motor system are explained in detail. It provides the necessary theoretical basis of rehabilitation medicine for the research of standing up rehabilitation training robot system. Then according to the characteristics of human standing motion cycle, the paper further analyzes and deals with the human standing motion cycle, and puts forward a new method of establishing the biomechanical model of standing up motion in a new segmental way. The kinetic equation and the expression of the center of mass corresponding to the biomechanical model in each stage are determined. Then, the advantages and disadvantages of the existing control methods are compared and analyzed, and the proposed control method of "finite state machine (FSM) combined with fuzzy pid" is determined. After that, the system is simulated and analyzed by Matlab / Simulink software, and the simulation results are compared with the pid control method. Finally, the rehabilitation strategy of human standing exercise training, that is, the combination of passive training and active training, is formulated. Although some achievements have been made in the research of the robot system and control strategy of standing up and rehabilitation training, the more in-depth research is still in the primary stage. Therefore, a lot of work should be done, such as analysis, research and experimental verification, so that the control system can be successfully transformed into a physical rehabilitation training product for clinical rehabilitation treatment.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R496;TP242

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