本文關(guān)鍵詞：基于串聯(lián)彈性驅(qū)動器的上肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計與運(yùn)動規(guī)劃，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦中風(fēng)幸存者中約75%的患者會患有包括偏癱、面癱、視力障礙、語言表達(dá)障礙等,其中偏癱是中風(fēng)后最常見的癥狀。在腦重塑理論的基礎(chǔ)上,肢體運(yùn)動康復(fù)得到了臨床驗(yàn)證,讓偏癱患者看到了恢復(fù)肢體運(yùn)動功能的希望。而臨床的康復(fù)訓(xùn)練,都是治療師以一對一的方式徒手或者使用輔助器具引導(dǎo)病人完成肢體運(yùn)動。這種康復(fù)方式效率低,康復(fù)效果缺乏客觀的參數(shù),難以大規(guī)模普及。隨著科技的發(fā)展,許多科研團(tuán)體研發(fā)出了用于肢體康復(fù)的機(jī)器人系統(tǒng),開發(fā)出與之相對應(yīng)的康復(fù)模式,控制策略,讓康復(fù)機(jī)器人在康復(fù)領(lǐng)域取得了很好的康復(fù)效果。同時康復(fù)機(jī)器人具有良好的經(jīng)濟(jì)價值,這讓康復(fù)機(jī)器人可以很好的應(yīng)用到偏癱運(yùn)動治療中,彌補(bǔ)理療師的缺陷,普及更多的偏癱患者。本研究在深入研究人體運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)和運(yùn)動康復(fù)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外文研究現(xiàn)狀,設(shè)計了一種基于彈性驅(qū)動器的上肢康復(fù)機(jī)器人,進(jìn)行了以下的研究任務(wù)。設(shè)計出5自由度彈性繩驅(qū)康復(fù)機(jī)器人的總體方案,確定自由度的分配,建立旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模型,分析和設(shè)計彈性驅(qū)動方案。建立該驅(qū)動器的動力學(xué)模型,并分析其動力學(xué)特性。建立康復(fù)機(jī)器人的連桿坐標(biāo)系,通過D-H法建立外骨骼康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程,求解康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的正/逆解和雅可比矩陣,運(yùn)用Matlab和ADAMS驗(yàn)證機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正解的正確性,通過Matlab求解康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動空間。研究機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法,使用Matlab robotic toolbox在關(guān)節(jié)空間規(guī)劃出機(jī)器人軌跡。對機(jī)器人軌跡進(jìn)行關(guān)節(jié)空間運(yùn)動學(xué)分析,復(fù)雜軌跡進(jìn)行平滑化處理,使其能夠保證康復(fù)機(jī)器人平穩(wěn)運(yùn)動,在Matlab中分析康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)空間的運(yùn)動學(xué)特性。建立康復(fù)機(jī)器人的仿真模型,使用ADAMS分析康復(fù)機(jī)器人軌跡的笛卡爾空間運(yùn)動學(xué)特性,進(jìn)行動力學(xué)仿真驗(yàn)證康復(fù)機(jī)器人的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：康復(fù)機(jī)器人 SEA 運(yùn)動學(xué) 軌跡規(guī)劃 動力學(xué) ADAMS
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題背景9-11
• 1.1.1 課題的現(xiàn)實(shí)背景9
• 1.1.2 偏癱治療的醫(yī)學(xué)背景9-11
• 1.2 課題研究意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外上肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 上肢康復(fù)機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)設(shè)計20-35
• 2.1 人體上肢的生物學(xué)模型20-23
• 2.2 上肢康復(fù)機(jī)器人機(jī)械本體的設(shè)計23-26
• 2.2.1 上肢康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計要求23
• 2.2.2 上肢康復(fù)機(jī)器人的本體設(shè)計23-26
• 2.3 彈性驅(qū)動設(shè)計26-34
• 2.3.1 電機(jī)型彈性驅(qū)動器27
• 2.3.2 液壓型彈性驅(qū)動器27
• 2.3.3 氣動型彈性驅(qū)動器27-29
• 2.3.4 彈性驅(qū)動器設(shè)計和動力學(xué)分析29-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)分析35-46
• 3.1 上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正解35-41
• 3.2 上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)反解41-43
• 3.3 上肢康復(fù)機(jī)器人雅可比43-44
• 3.4 上肢康復(fù)機(jī)器人工作空間44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 上肢康復(fù)機(jī)器人軌跡規(guī)劃46-62
• 4.1 人體上肢的軌跡規(guī)劃基礎(chǔ)46-50
• 4.1.1 人體上肢測量基礎(chǔ)46-47
• 4.1.2 日常上肢活動分析47-48
• 4.1.3 上肢康復(fù)機(jī)器人軌跡規(guī)劃點(diǎn)的選擇48-50
• 4.2 機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法50-53
• 4.2.1 多項(xiàng)式插值函數(shù)52
• 4.2.2 擺線插值函數(shù)52-53
• 4.3 上肢康復(fù)機(jī)器人軌跡規(guī)劃53-60
• 4.3.1 點(diǎn)對點(diǎn)的軌跡規(guī)劃53-54
• 4.3.2 連續(xù)路徑軌跡規(guī)劃54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第五章 上肢康復(fù)機(jī)器人動力學(xué)ADAMS仿真62-72
• 5.1 ADAMS簡介62-63
• 5.2 建立ADAMS模型63-65
• 5.3 上肢復(fù)機(jī)器人工作軌跡65-67
• 5.4 上肢康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析67-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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本文編號：257650