發(fā)布時間：2021-10-24 07:49

　　隨著經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展和人類生活水平的提高,人類面臨的疾病問題也不斷增加,其中以腦卒中疾病最為明顯。雖然醫(yī)學技術(shù)在不斷進步,腦卒中患者的存活率在上升,但由腦卒中引起的上肢偏癱患者在逐漸增多,康復(fù)需求巨大。目前,在上肢康復(fù)醫(yī)療中,患者主要依靠一些簡單的輔助器械進行康復(fù)訓練,同時需要專業(yè)理療醫(yī)師一對一輔助訓練,浪費了大量人力和物力,所以將機器人技術(shù)與康復(fù)醫(yī)學相結(jié)合是目前國內(nèi)外研究的熱點。本文通過查閱大量國內(nèi)外的文獻資料,總結(jié)現(xiàn)有上肢康復(fù)機器人的優(yōu)缺點,針對現(xiàn)有問題以及預(yù)想所設(shè)計的上肢康復(fù)外骨骼機器人能夠?qū)崿F(xiàn)的功能,旨在設(shè)計出一種多自由度混聯(lián)上肢康復(fù)外骨骼機構(gòu),為上肢偏癱患者提供安全可靠的康復(fù)訓練。首先,通過對人體上肢各關(guān)節(jié)的運動規(guī)律進行研究,結(jié)合人因工程學理論,設(shè)計出一種多自由度混聯(lián)上肢康復(fù)外骨骼機構(gòu),該機構(gòu)是由5R串聯(lián)機構(gòu)與變形后的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)組成,可實現(xiàn)患者上肢7個自由度的康復(fù)訓練運動,并對關(guān)鍵零部件進行了靜力學分析。其次,對上肢康復(fù)外骨骼機構(gòu)進行運動學理論分析,建立D-H轉(zhuǎn)換坐標系,分別采用分部求解法和等效機構(gòu)法得到該機構(gòu)的運動學正解;又采用分部求解法得到該機構(gòu)的運動學反解;通... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

近幾年中國腦卒中發(fā)病率

標帶有主觀意識，在康復(fù)訓練過程中患者被動地接受康復(fù)過程，不能確切感受到康復(fù)訓練的效果，從而可能產(chǎn)生消極態(tài)度，不利于康復(fù)治療。所以這種康復(fù)方式的弊端在于：首先，當患者較多時，理療醫(yī)師無法同時對多個患者進行康復(fù)訓練，導(dǎo)致康復(fù)醫(yī)師的勞動強度大；其次，由于社會缺乏專業(yè)的康復(fù)訓練師，導(dǎo)致康復(fù)訓練的治療費用較高；再者，患者所進行的康復(fù)訓練運動全靠醫(yī)師的臨床經(jīng)驗來制定，沒有相應(yīng)的康復(fù)反饋監(jiān)測，不利于下一次的康復(fù)訓練運動；最后，人工康復(fù)訓練的方式對患者而言缺乏吸引力，缺少趣味性，訓練效果不理想。圖1-2傳統(tǒng)的上肢康復(fù)訓練Fig.1-2Traditionalupperextremityrehabilitationtraining近幾年來，針對偏癱癥狀的醫(yī)療康復(fù)產(chǎn)品有很多種，如智能輪椅、輔助康復(fù)器材等等，但這些康復(fù)產(chǎn)品僅限于被動訓練，而且還是需要醫(yī)護人員一對一輔助訓練，有的甚至根本起不到康復(fù)訓練運動的效果。在這樣的環(huán)境下，與工業(yè)技術(shù)相結(jié)合的康復(fù)工程應(yīng)運而生，越來越多的研究者將先進的工業(yè)技術(shù)與醫(yī)學交叉結(jié)合，通過運用醫(yī)學原理和專業(yè)的機械知識，研制出許多適用于康復(fù)訓練運動的康復(fù)機器人產(chǎn)品�？祻�(fù)訓練機器人是將傳統(tǒng)的工業(yè)機器人運用到康復(fù)醫(yī)學領(lǐng)域，是機械、信息等工程學科與康復(fù)醫(yī)學科交叉結(jié)合的碩果，是促進人們生活水平的偉大實踐�？祻�(fù)訓練機器人與傳統(tǒng)人工康復(fù)訓練相比，其優(yōu)勢在于：第一，康復(fù)機器人不具有主觀意識，也就意味著不會疲憊，并且可以提前設(shè)定好康復(fù)訓練運動的各種參數(shù)，從而降低康復(fù)理療醫(yī)師的工作量，使理療醫(yī)師有更多的精力用于指定科學的合理的適用于偏癱患者的康復(fù)訓練方案；第二，康復(fù)機器人在康復(fù)訓練過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對于患者各關(guān)節(jié)或者肌肉運動以及身體狀況的實時監(jiān)測，避免超過患者的生理承受能力，同時理療醫(yī)師也?

青島科技大學研究生學位論文5圖1-3MIT-MANUS的平面模塊圖1-4手腕模塊Fig.1-3PlanemoduleofMIT-MANUSFig.1-4Wristmodule圖1-5MIT-MANUS康復(fù)訓練機器人Fig.1-5MIT-Manusrehabilitationtrainingrobot2000年，芝加哥研究所的Kahn和美國加州大學的Reinkensmeyer共同研制出一款名為ARM-Guide的康復(fù)訓練機器人，該機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)上肢3個自由度的康復(fù)訓練[12]，如圖1-6所示。該康復(fù)機構(gòu)將患者的小臂固定在托板上，通過電機帶動下，小臂可沿傳送帶直線移動，從而實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的屈/伸；通過底部電機M的轉(zhuǎn)動，可以帶動小臂轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈/伸；通過底部電機C的轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的旋內(nèi)/旋外。但該康復(fù)訓練機器人仍具有一定的缺點，即訓練模式過于單一，可實現(xiàn)的康復(fù)自由度較少。圖1-6ARM-Guide三自由度上肢康復(fù)機器人Fig.1-6Armguidethreedegreeoffreedomupperlimbrehabilitationrobot2005年，瑞士蘇黎世大學的RobertRiener等人研制出一種六自由度上肢康復(fù)外骨骼機器人——ARMin[13]，如圖1-7所示。該上肢康復(fù)機器人與以往的不同在

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]套索傳動七自由度上肢外骨骼機器人系統(tǒng)研究[D]. 肖飛云.合肥工業(yè)大學 2018
[2]基于sEMG信號的外骨骼式機器人上肢康復(fù)系統(tǒng)研究[D]. 李慶玲.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[3]手臂康復(fù)機器人系統(tǒng)研究[D]. 楊勇.哈爾濱工程大學 2009

碩士論文
[1]3-SPR+4R上肢外骨骼混聯(lián)機構(gòu)運動學分析與實時仿真平臺的研究[D]. 王水蘭.大連交通大學 2017
[2]3-PCR并聯(lián)機構(gòu)運動分析與軌跡規(guī)劃[D]. 岳瑋琦.遼寧工程技術(shù)大學 2016
[3]上肢康復(fù)輔助訓練機器人的設(shè)計[D]. 趙峰.西安電子科技大學 2014
[4]上肢偏癱康復(fù)機器人研究[D]. 呂超.上海交通大學 2011
[5]外骨骼式下肢康復(fù)機器人的構(gòu)型及其運動學分析[D]. 肖艷春.河北工業(yè)大學 2011
[6]手臂康復(fù)訓練機器人控制及實驗研究[D]. 佟杰.哈爾濱工程大學 2007
[7]偏癱上肢復(fù)合運動康復(fù)訓練機器人的研制[D]. 胡宇川.清華大學 2004



本文編號：3454884