腦血管疾病和偏癱疾病的患者隨著人口老齡化的加劇而逐年增多,他們的生活和工作受到了嚴重的影響,同時醫(yī)生患者數(shù)量缺口較大,運用康復機器人來輔助患者完成訓練成為大勢所趨�？祻蜋C器人幫助患者進行平穩(wěn)的肢體康復運動,能夠促進腦部受損神經(jīng)和肢體聯(lián)系的建立,對康復機器人的控制方法和系統(tǒng)的研究在醫(yī)學康復中具有廣闊的科研價值和良好的社會效應。針對偏癱前后期患者的手臂康復需要,本文基于7自由度Barrett-WAM機器人設計了針對性的被動、主動康復訓練方法。對于被動康復訓練中因手抖或者機器摩擦而引起的控制系統(tǒng)擾動,采用模糊逼近的方法求取擾動量,并在系統(tǒng)中增加相應的魯棒項進行消除進而保證系統(tǒng)的柔順性,之后通過Lyapunov函數(shù)證明了算法的穩(wěn)定性,最后運用Barrett-WAM機器人輔助受試者完成垂直平面和水平平面的被動康復實驗,從實驗結(jié)果證明了該方法的有效性。在康復訓練的后期,提出了結(jié)合患者運動意圖的變結(jié)構補償?shù)哪：杩箍刂品椒?運動意圖和動作的識別通過采集處理手臂肌電信號來完成。本文設計了“肘部屈/伸”,“手腕內(nèi)扣/外展”和“手臂內(nèi)旋/外旋”的六種手臂動作,將采集到的手臂肌電信號進行預處理和特征提取,并... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ＭＩＭＥ?Ｉ：肢康復機器人??美國斯坦福大學基于工業(yè)機器人ＰＵＭＡ５６０研發(fā)了康復機器人ＭＩＭＩＥ［ｌＱ１，??１．２，三，一三、??

。２００６年，瑞士皇家理工學院研發(fā)了?６－ＤＯＦ上肢康復機器人??ＡＲＭｉｎＰＩ，如圖所示１．３（ｂ），該團隊注重任務導向的重復運動來幫助患者恢復受??損祌經(jīng)，采用外骨骼結(jié)構系統(tǒng)和阻抗導納控制技術來協(xié)助患者完成肩關節(jié)和大??臂的內(nèi)／外旋、垂直／水平運動。之后研發(fā)更新了上肢康復機器人ＡＲＭｉｎｌｌ，如圖??所示１．３（ｃ），該機器人有預設運動治療模式和游戲運動治療模式，輔助患者實現(xiàn)??上臂／水平垂直運動、肩關節(jié)內(nèi)／外旋；肩部屈／伸和腕關節(jié)屈／伸運動。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１．３上肢康復機器人??２００７年，美國加州大學研發(fā)設計了?４－ＤＯＦ上肢外骨骼康復機器人ＢＯＮＥＳ，??如圖所示１．４（ａ），該機器人由兩根滑動連桿、并聯(lián)線路和氣動執(zhí)行機組成，氣動??執(zhí)行機通過滑動連桿帶動手臂完成較大運動范圍的屈／伸以及肘部的彎曲／伸展，??同時具有低慣性的優(yōu)點，可以不依靠外界軸承完成大臂的屈伸和旋轉(zhuǎn)運動Ｐｉ。??２０１２年，日本佐賀大學的Ｋ．Ｋｉｇｕｃｈｉ科研團隊研發(fā)了基于肌電信號（ｓＥＭＧ）的??上肢外骨骼康復機器人，如圖所示１．４（ｂ），它的優(yōu)勢在于根據(jù)患者的肌電信號和??人體意識的融合生理信息制定不同功率的控制方法，運用了自適應神經(jīng)網(wǎng)絡與??模糊控制結(jié)合的控制思路，通過采集患肢屈仲過程中ｓＥＭＧ信號變化識別患肢??運動意圖，并將其模糊矩陣處理修正，保證實施針對性的機器人運動控制方法，??實驗證明具有良好的康復效果［１６］。２０１６年，波蘭熱舒夫技術大學設計了結(jié)合ＶＲ??（虛擬現(xiàn)實技術）的上肢康復機器人，如圖所示１．４（ｃ），機器人系統(tǒng)擁有患肢病??情診斷、被動／主動康復訓練和病情反饋的功能，設有虛擬游戲和虛擬治療

?第１章緒論???：：＊１３??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１．４國外上肢康復機器人??荷蘭屯頓大學研究團隊設計了?７自由度的上肢康復機器人ＬＩＭＰＡＣＴ，該機??器人兼顧了康復訓練理論和柔順的結(jié)構設計，運用高功率特性的液壓馬達驅(qū)動??機械連桿運動，機械轉(zhuǎn)動結(jié)構采用了模擬人骨骼結(jié)構的設計，能夠輔助患者完??成不同難度運動軌跡的康復訓練，實驗證明了其有效性［１８］。日本研宄團隊研發(fā)??的Ｍｕｓｃｌｅ?Ｓｕｉｔ機器人側(cè)重于肢體功能的增強，運用了電機驅(qū)動輔助患者完成力??學屈肘、旋肩膀的康復訓練動作，運用了模糊ｐｉｄ控制的結(jié)構肌肉控制的方法，??最終實驗結(jié)果證明肢體和背部力量得到了一定的恢復［１９＿２（）｜。??丹麥奧爾大學Ｂａｉ研究團隊設計了一種交互力和物理模型結(jié)構高度模擬人??體的肩關節(jié)外骨骼機器人，針對肩關節(jié)的康復訓練實驗研發(fā)了仿真平臺，并設??定了不同軌跡的實驗，仿真中人體肌肉骨骼和機械骨骼的吻合程度到達了?９５％，??實驗結(jié)果表明可以促進神經(jīng)導通的重新建立。之后保持在球面肩關節(jié)恢復機制??下改進機械結(jié)構，設計了相互連接的雙邊平行四邊形的連桿機構，該機器人擁??有４個自由度，康復訓練時患肢移動地更加自由舒適，在控制算法中運用了導??納阻抗控制技術，實驗驗證了該機器人輔助完成肩關節(jié)訓練效果良好ｆ２１＿２３ｊ。??１．２．２國內(nèi)發(fā)展及研究現(xiàn)狀??我國對康復機器人的研究起步比較晚，在技術和思路上與發(fā)達國家存在一??定的差距。在國家大力發(fā)展科技創(chuàng)新人才創(chuàng)新的背景和相關國家基金和政策的??支持以及科研人員的不懈努力下，國內(nèi)也研發(fā)了多種類型的康復機器人。目前??這些研宄成果集中于清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海交通

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3604340