隨著偏癱康復(fù)應(yīng)用中上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣,保證人機(jī)交互的舒適性,減小人機(jī)交互中的對(duì)抗力逐漸成為研究的熱點(diǎn),如何設(shè)計(jì)滿足條件的硬件控制系統(tǒng)平臺(tái)是設(shè)計(jì)合適的機(jī)器人系統(tǒng)的前提。本論文主要面向上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人系統(tǒng),進(jìn)行硬件控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)性指標(biāo)評(píng)價(jià)以及實(shí)時(shí)性優(yōu)化相關(guān)的研究,具體包括以下三個(gè)方面:設(shè)計(jì)針對(duì)上肢外骨骼的被動(dòng)、主動(dòng)與阻抗力控制模式需求的硬件控制系統(tǒng)。首先結(jié)合了機(jī)械結(jié)構(gòu),完成了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與交互力采集系以及關(guān)節(jié)絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計(jì)。針對(duì)系統(tǒng)中難以通過傳統(tǒng)方式對(duì)角度進(jìn)行檢測(cè)的法蘭耦合關(guān)節(jié),設(shè)計(jì)了一種霍爾傳感器環(huán),結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制器的關(guān)節(jié)相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)節(jié)絕對(duì)角度的檢測(cè)。最后進(jìn)行了主控制單元的設(shè)計(jì),通過CAN總線以及CANopen協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制單元以及系統(tǒng)中的其他單元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)軟件,并通過交互力跟隨實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能性設(shè)計(jì)。針對(duì)控制系統(tǒng)需求,本文提出了基于力跟隨控制下的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人硬件控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)指標(biāo)與一種基于異構(gòu)控制系統(tǒng)的分布式主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。通過系統(tǒng)對(duì)力變化的響應(yīng)速度來對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性進(jìn)行評(píng)價(jià),并針對(duì)硬件控制系統(tǒng)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)外研究的一些上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)

第一章緒論EMG信號(hào)讀取肌肉的力量來實(shí)時(shí)調(diào)整阻抗參數(shù)，機(jī)械臂固定于輪椅上，可以根據(jù)使用者的意圖進(jìn)行移動(dòng)和對(duì)外骨骼進(jìn)行控制，完成主動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)控制和康復(fù)評(píng)估訓(xùn)練。圖1-4日本佐賀大學(xué)研制的SUEFUL-7大部分針對(duì)于中風(fēng)偏癱康復(fù)的外骨骼機(jī)器人都是用電動(dòng)力電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器，但也有些上肢康復(fù)系統(tǒng)使用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，比如荷蘭屯頓大學(xué)研究的LIMPACT液壓驅(qū)動(dòng)上肢外骨骼系統(tǒng)[28]。LIMPACT結(jié)合了非常輕的一個(gè)外骨骼框架和強(qiáng)力的液壓系統(tǒng)來減輕穿戴者使用手臂時(shí)的負(fù)擔(dān)，使用被動(dòng)重力平衡算法來補(bǔ)償正常人穿戴時(shí)手臂的重量，可以根據(jù)不同穿戴者自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整[29]。圖1-5荷蘭屯頓大學(xué)研制的液壓驅(qū)動(dòng)的LIMPACT機(jī)器人哈爾濱工業(yè)大學(xué)也設(shè)計(jì)及了一款可以通過電腦分析和處理人體表面肌電信號(hào)來對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行感知的五自由度穿戴式上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人，通過結(jié)合表面肌電信號(hào)和多維力傳感器信號(hào)，控制機(jī)器人末端位置的運(yùn)動(dòng)速度來實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的主動(dòng)康復(fù)和被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練[30]。5

第一章緒論EMG信號(hào)讀取肌肉的力量來實(shí)時(shí)調(diào)整阻抗參數(shù)，機(jī)械臂固定于輪椅上，可以根據(jù)使用者的意圖進(jìn)行移動(dòng)和對(duì)外骨骼進(jìn)行控制，完成主動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)控制和康復(fù)評(píng)估訓(xùn)練。圖1-4日本佐賀大學(xué)研制的SUEFUL-7大部分針對(duì)于中風(fēng)偏癱康復(fù)的外骨骼機(jī)器人都是用電動(dòng)力電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器，但也有些上肢康復(fù)系統(tǒng)使用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，比如荷蘭屯頓大學(xué)研究的LIMPACT液壓驅(qū)動(dòng)上肢外骨骼系統(tǒng)[28]。LIMPACT結(jié)合了非常輕的一個(gè)外骨骼框架和強(qiáng)力的液壓系統(tǒng)來減輕穿戴者使用手臂時(shí)的負(fù)擔(dān)，使用被動(dòng)重力平衡算法來補(bǔ)償正常人穿戴時(shí)手臂的重量，可以根據(jù)不同穿戴者自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整[29]。圖1-5荷蘭屯頓大學(xué)研制的液壓驅(qū)動(dòng)的LIMPACT機(jī)器人哈爾濱工業(yè)大學(xué)也設(shè)計(jì)及了一款可以通過電腦分析和處理人體表面肌電信號(hào)來對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行感知的五自由度穿戴式上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人，通過結(jié)合表面肌電信號(hào)和多維力傳感器信號(hào)，控制機(jī)器人末端位置的運(yùn)動(dòng)速度來實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的主動(dòng)康復(fù)和被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練[30]。5

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]腦卒中患者康復(fù)護(hù)理研究進(jìn)展[J]. 曹永菊.  護(hù)理實(shí)踐與研究. 2019(20)
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[8]淺談嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用[J]. 張昆,滕振芳.  科學(xué)咨詢（科技·管理）. 2019(01)
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碩士論文
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[3]低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激聯(lián)合上肢康復(fù)機(jī)器人對(duì)卒中后偏癱上肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[D]. 林鴻新.南方醫(yī)科大學(xué) 2019
[4]基于DSP的助力外骨骼嵌入式控制系統(tǒng)研究[D]. 呂攀.浙江大學(xué) 2019
[5]腦卒中康復(fù)期站立平衡及行走步態(tài)研究[D]. 王威.山東大學(xué) 2018
[6]腦卒中偏癱上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的基礎(chǔ)理論研究[D]. 梁康貴.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[7]IEEE1394串行總線協(xié)議在以太網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[D]. 宮紀(jì)明.合肥工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3138715