隨著經(jīng)濟(jì)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(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)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(jiǎn)單的輔助器械進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,同時(shí)需要專業(yè)理療醫(yī)師一對(duì)一輔助訓(xùn)練,浪費(fèi)了大量人力和物力,所以將機(jī)器人技術(shù)與康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文通過查閱大量國內(nèi)外的文獻(xiàn)資料,總結(jié)現(xiàn)有上肢康復(fù)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)現(xiàn)有問題以及預(yù)想所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)的功能,旨在設(shè)計(jì)出一種多自由度混聯(lián)上肢康復(fù)外骨骼機(jī)構(gòu),為上肢偏癱患者提供安全可靠的康復(fù)訓(xùn)練。首先,通過對(duì)人體上肢各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,結(jié)合人因工程學(xué)理論,設(shè)計(jì)出一種多自由度混聯(lián)上肢康復(fù)外骨骼機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)是由5R串聯(lián)機(jī)構(gòu)與變形后的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成,可實(shí)現(xiàn)患者上肢7個(gè)自由度的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng),并對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析。其次,對(duì)上肢康復(fù)外骨骼機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析,建立D-H轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系,分別采用分部求解法和等效機(jī)構(gòu)法得到該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解;又采用分部求解法得到該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解;通... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近幾年中國腦卒中發(fā)病率

標(biāo)帶有主觀意識(shí)，在康復(fù)訓(xùn)練過程中患者被動(dòng)地接受康復(fù)過程，不能確切感受到康復(fù)訓(xùn)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(dāng)患者較多時(shí)，理療醫(yī)師無法同時(shí)對(duì)多個(gè)患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，導(dǎo)致康復(fù)醫(yī)師的勞動(dòng)強(qiáng)度大；其次，由于社會(huì)缺乏專業(yè)的康復(fù)訓(xùn)練師，導(dǎo)致康復(fù)訓(xùn)練的治療費(fèi)用較高；再者，患者所進(jìn)行的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)全靠醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)來制定，沒有相應(yīng)的康復(fù)反饋監(jiān)測(cè)，不利于下一次的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)；最后，人工康復(fù)訓(xùn)練的方式對(duì)患者而言缺乏吸引力，缺少趣味性，訓(xùn)練效果不理想。圖1-2傳統(tǒng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練Fig.1-2Traditionalupperextremityrehabilitationtraining近幾年來，針對(duì)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(dòng)訓(xùn)練，而且還是需要醫(yī)護(hù)人員一對(duì)一輔助訓(xùn)練，有的甚至根本起不到康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)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(yùn)而生，越來越多的研究者將先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)與醫(yī)學(xué)交叉結(jié)合，通過運(yùn)用醫(yī)學(xué)原理和專業(yè)的機(jī)械知識(shí)，研制出許多適用于康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品�？祻�(fù)訓(xùn)練機(jī)器人是將傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用到康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，是機(jī)械、信息等工程學(xué)科與康復(fù)醫(yī)學(xué)科交叉結(jié)合的碩果，是促進(jìn)人們生活水平的偉大實(shí)踐。康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人與傳統(tǒng)人工康復(fù)訓(xùn)練相比，其優(yōu)勢(shì)在于：第一，康復(fù)機(jī)器人不具有主觀意識(shí)，也就意味著不會(huì)疲憊，并且可以提前設(shè)定好康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)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(xué)的合理的適用于偏癱患者的康復(fù)訓(xùn)練方案；第二，康復(fù)機(jī)器人在康復(fù)訓(xùn)練過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于患者各關(guān)節(jié)或者肌肉運(yùn)動(dòng)以及身體狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免超過患者的生理承受能力，同時(shí)理療醫(yī)師也?

青島科技大學(xué)研究生學(xué)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(xùn)練機(jī)器人Fig.1-5MIT-Manusrehabilitationtrainingrobot2000年，芝加哥研究所的Kahn和美國加州大學(xué)的Reinkensmeyer共同研制出一款名為ARM-Guide的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)上肢3個(gè)自由度的康復(fù)訓(xùn)練[12]，如圖1-6所示。該康復(fù)機(jī)構(gòu)將患者的小臂固定在托板上，通過電機(jī)帶動(dòng)下，小臂可沿傳送帶直線移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的屈/伸；通過底部電機(jī)M的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以帶動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈/伸；通過底部電機(jī)C的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的旋內(nèi)/旋外。但該康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人仍具有一定的缺點(diǎn)，即訓(xùn)練模式過于單一，可實(shí)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(jī)器人Fig.1-6Armguidethreedegreeoffreedomupperlimbrehabilitationrobot2005年，瑞士蘇黎世大學(xué)的RobertRiener等人研制出一種六自由度上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人——ARMin[13]，如圖1-7所示。該上肢康復(fù)機(jī)器人與以往的不同在

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]肢體康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 任武,陳秋冰,崔雅靜,于婷婷,雷婉月,吳陽,于毅.  新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(08)
[2]國內(nèi)高校機(jī)器人研究現(xiàn)狀分析[J]. 羅向陽,鮑官軍.  機(jī)械. 2018(06)
[3]四自由度上肢康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃與仿真[J]. 楊呂劍,沈林勇,丁航.  計(jì)算機(jī)仿真. 2016(08)
[4]上肢康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與康復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[J]. 李妍姝,王生澤.  機(jī)械傳動(dòng). 2012(07)
[5]電力鐵塔攀爬機(jī)器人工作空間的3種求解方法[J]. 劉曉宇,陸小龍,趙世平.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2012(05)
[6]早期康復(fù)訓(xùn)練對(duì)腦卒中患者肢體功能恢復(fù)的影響[J]. 李曉華.  中國實(shí)用護(hù)理雜志. 2011 (18)
[7]基于Matlab的機(jī)器人工作空間求解方法[J]. 趙燕江,張永德,姜金剛,邵俊鵬.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2009(12)
[8]A novel 5-DOF exoskeletal rehabilitation robot system for upper limbs[J]. 李慶玲.  High Technology Letters. 2009(03)
[9]上肢康復(fù)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀的分析與研究[J]. 李慶玲,孫立寧,杜志江.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2008(09)
[10]運(yùn)動(dòng)副布置對(duì)3-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的影響分析[J]. 石巖,路懿.  燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)

博士論文
[1]套索傳動(dòng)七自由度上肢外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)研究[D]. 肖飛云.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于sEMG信號(hào)的外骨骼式機(jī)器人上肢康復(fù)系統(tǒng)研究[D]. 李慶玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]手臂康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)研究[D]. 楊勇.哈爾濱工程大學(xué) 2009

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



本文編號(hào)：3454884