腦卒中所導(dǎo)致的上肢偏癱是威脅人類健康的病因中的首要病因。越來越多的偏癱患者不但給患者家庭造成影響,也給我國經(jīng)濟(jì)帶來很大的負(fù)擔(dān)。所以,尋找更好的方法幫助偏癱患者恢復(fù)正常生活,減輕患者和家人精神生活的壓力已經(jīng)成為迫切需要解決的社會問題。本文基于國內(nèi)外上肢康復(fù)機(jī)器人研究的現(xiàn)狀的,并結(jié)合運(yùn)動(dòng)康復(fù)理論和人體上肢生理學(xué)設(shè)計(jì)了一款肩關(guān)節(jié)外骨骼康復(fù)機(jī)器人。首先,在分析了上肢偏癱康復(fù)理論和上肢生理結(jié)構(gòu)后,設(shè)計(jì)了一種肩關(guān)節(jié)康復(fù)外骨骼機(jī)器人,并設(shè)計(jì)了傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)方案。該機(jī)器人系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的屈伸、外擺內(nèi)收和旋內(nèi)旋外運(yùn)動(dòng),同時(shí)帶有重力補(bǔ)償系統(tǒng)。其次,基于肩關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人建立其機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,并根據(jù)D-H方法對機(jī)器人進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解。利用ADAMS軟件和UG軟件對其進(jìn)行仿真分析,對機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行可行性驗(yàn)證。然后對肩關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的研究,采用Lagrange法建立機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程,并通過ADAMS對其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,為機(jī)器人的控制奠定了基礎(chǔ)。最后,論文研制出肩關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的樣機(jī),并從機(jī)械本體、控制系統(tǒng)方面介紹了該系統(tǒng)。進(jìn)行了關(guān)節(jié)角度誤差的實(shí)驗(yàn)研究以及配合健康人進(jìn)行單關(guān)節(jié)... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國腦卒中患者增長趨勢

經(jīng)過研究人員不斷地改進(jìn)康復(fù)方法和研發(fā)先進(jìn)的康復(fù)設(shè)備，開人技術(shù)與康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合的交叉研究新途徑，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)臨床康復(fù)多不足之處[8]。結(jié)構(gòu)上現(xiàn)階段的康復(fù)機(jī)器人主要被劃分為外骨骼式康復(fù)機(jī)器人和末端器人如圖 1.3 所示[9]。末端式康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)方法是，通過在機(jī)器人接觸部位施加動(dòng)力，從而控制患者肢體的運(yùn)動(dòng)，以此達(dá)到康復(fù)的目的復(fù)機(jī)器人的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造組裝容易。但是此類機(jī)器人由于只有者接觸，不能實(shí)現(xiàn)患者的單關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練，所以訓(xùn)練方式單一。而外骨機(jī)器人是根據(jù)人體工學(xué)原理設(shè)計(jì)，其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線與人體關(guān)節(jié)軸線吻現(xiàn)患者上肢的多處與機(jī)器人進(jìn)行接觸，相當(dāng)于在患者肢體外側(cè)附加了一。因此，外骨骼式康復(fù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和單關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)姿態(tài)上的靈活性，在滿足康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)范圍的同時(shí)，更容易對關(guān)節(jié)的力制，從而防止機(jī)器人對患者造成二次損傷[7]。

圖 1.4 ARM Guide 康復(fù)機(jī)器人[11]2002 年，英國 Reading 大學(xué)帶領(lǐng)的歐洲跨國研究小組，研發(fā)了一款名為ENTLE/S 的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人[12][13]如圖 1.5 所示。在進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，醫(yī)師要將患者的上肢與一個(gè)名為 Haptic MASTER 的工業(yè)機(jī)器人通過吊索連接在一，康復(fù)的部位主要是肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，該系統(tǒng)還提供重力補(bǔ)償。在人機(jī)交互方，運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)，患者可以獲得視覺上的反饋，能夠幫助者及時(shí)了解康復(fù)過程，在臨床實(shí)驗(yàn)中取得了不錯(cuò)的效果[10] [14][15]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3005302