隨著社會老齡化程度的不斷提高,因腦卒中等造成的手部功能障礙患者的數(shù)量逐年增加。手是人體的重要組成部分,手部功能損傷將嚴重影響患者的正常生活。手指康復機器人可通過彎曲和伸展幫助手部偏癱患者進行手部運動功能康復,使患者早日回到正常的社會生活。針對手指偏癱患者的手部功能康復需求,本文設(shè)計了一種面向手指對稱康復的近同步控制系統(tǒng)。將Leap Motion控制器的角度采集系統(tǒng)實時采集的手指姿態(tài)數(shù)據(jù)用于訓練遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得出的手指姿態(tài)預測結(jié)果驅(qū)動手指康復機器人進行動作,幫助手指偏癱患者完成手指的對稱動作,以恢復殘疾手指的運動功能。本文成功研制出了實驗樣機,并對各項指標進行測試,達到了如下指標:對稱動作恢復準確度達到了 95%以上;姿態(tài)預測準確度達到了 96%以上;上、下位機姿態(tài)解算至動作執(zhí)行的延時控制在1s以內(nèi)。實驗樣機系統(tǒng)滿足各項設(shè)計指標,達到預期效果。首先,本文設(shè)計了“三指”機械手結(jié)構(gòu)的手指康復機器人執(zhí)行機構(gòu)。該機構(gòu)包含大拇指、食指和中指三個機械結(jié)構(gòu),共6個自由度。這種設(shè)計保證手掌能夠在完成正常手90%動作的前提下,簡化控制策略,快速完成對稱康復動作。同時大幅度減輕機械手重量,提升... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?Ｐａｎａｇｉｏｔｉｓ?Ｐｏｌｙｇｅｒｉｎｏｓ等研制的柔性手指康復裝置??２０１６年，美國芝加哥伊利諾伊大學的研究人員設(shè)計了一種手指康復裝置［１７］，??

?第１章引言???該裝置可以緩慢移動電纜（電纜位移為４ｍｍ／ｓ或更�。┮跃徑庥捎诶煲鸬�??任何痙攣響應(yīng)。在主動訓練模式中，可以實施比例－積分－微分（ＰＩＤ）閉環(huán)控制??器，以便每個線性電動機提供恒定的伸展力。何該裝置所需的康復周期較長。??圖１．３芝加哥伊利諾伊大學研制的手指康復裝置??２０１８年，日本的慶應(yīng)大學研發(fā)了一款單驅(qū)動手指外骨骼康復機器人［〗８］，如??圖１．４所示。該康復裝置由直線電動機、編碼器、滑塊連接器、軟線、壓力傳感??器、手部外骨骼等構(gòu)成。其采用的是雙邊控制策略，使用者在進行康復訓練時，??可用健側(cè)手在人機交互界面上控制主系統(tǒng)，力傳感器和編碼器將力信息和位置??信息傳送至從系統(tǒng)中，從系統(tǒng)通過軟線控制外骨骼結(jié)構(gòu)帶動患側(cè)手指進行康復??運動。該手指康復裝置的優(yōu)點是其柔性機構(gòu)使患者在康復過程中更具舒適性，且??外骨骼架構(gòu)較為輕便，重量輕。但該裝置只能對一個手指進行康復訓練，應(yīng)用面??不夠廣泛。??圖１．４日本慶應(yīng)大學研制的單驅(qū)動手指外骨骼康復裝置??１．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀??我國探索康復機器人的歷史較短，因而研宄技術(shù)還落后于發(fā)達國家。目前國??４??

?第１章引言???該裝置可以緩慢移動電纜（電纜位移為４ｍｍ／ｓ或更�。┮跃徑庥捎诶煲鸬�??任何痙攣響應(yīng)。在主動訓練模式中，可以實施比例－積分－微分（ＰＩＤ）閉環(huán)控制??器，以便每個線性電動機提供恒定的伸展力。何該裝置所需的康復周期較長。??圖１．３芝加哥伊利諾伊大學研制的手指康復裝置??２０１８年，日本的慶應(yīng)大學研發(fā)了一款單驅(qū)動手指外骨骼康復機器人［〗８］，如??圖１．４所示。該康復裝置由直線電動機、編碼器、滑塊連接器、軟線、壓力傳感??器、手部外骨骼等構(gòu)成。其采用的是雙邊控制策略，使用者在進行康復訓練時，??可用健側(cè)手在人機交互界面上控制主系統(tǒng)，力傳感器和編碼器將力信息和位置??信息傳送至從系統(tǒng)中，從系統(tǒng)通過軟線控制外骨骼結(jié)構(gòu)帶動患側(cè)手指進行康復??運動。該手指康復裝置的優(yōu)點是其柔性機構(gòu)使患者在康復過程中更具舒適性，且??外骨骼架構(gòu)較為輕便，重量輕。但該裝置只能對一個手指進行康復訓練，應(yīng)用面??不夠廣泛。??圖１．４日本慶應(yīng)大學研制的單驅(qū)動手指外骨骼康復裝置??１．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀??我國探索康復機器人的歷史較短，因而研宄技術(shù)還落后于發(fā)達國家。目前國??４??


本文編號：3039867