由于傷病或事故等原因,導(dǎo)致患者喪失上肢運(yùn)動功能而無法正常抬起上肢,這會對他們的生活造成很大的負(fù)擔(dān)。基于上肢運(yùn)動功能障礙患者在患病后不同階段的不同特點(diǎn),需要分別為其提供一定強(qiáng)度的康復(fù)訓(xùn)練以及日常輔助。在當(dāng)前研究中大多都只針對上肢康復(fù)設(shè)備進(jìn)行探討,功能相對單一且具有一定的局限性。針對上述問題,本文研究和建立了一個(gè)基于Kinect 2.0傳感器的人體上肢外骨骼自主康復(fù)訓(xùn)練及日常輔助系統(tǒng),以滿足患者不同時(shí)期的需求。具體工作內(nèi)容如下:（1）論文對人體上肢運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行分析,根據(jù)需要輔助的上肢運(yùn)動自由度以及人體上肢參數(shù)確定了電機(jī)選型以及外骨骼裝置的設(shè)計(jì)方案,并對外骨骼裝置的運(yùn)動學(xué)進(jìn)行分析,計(jì)算出裝置的雅克比矩陣。（2）在基于人體上肢模型的基礎(chǔ)上,本文搭建了人體上肢外骨骼實(shí)驗(yàn)裝置,并分析了其上下位機(jī)的組成。同時(shí)對裝置的動力學(xué)進(jìn)行分析,利用重力補(bǔ)償后的二維動態(tài)方程簡化了復(fù)雜的三維動態(tài)方程。在確定了基于角度的阻抗控制方法后,用戶可以使用搖桿控制裝置對上肢運(yùn)動進(jìn)行輔助。（3）為了拓寬設(shè)備的應(yīng)用范圍,本文使用了基于Kinect 2.0傳感器的人機(jī)交互系統(tǒng)作為設(shè)備的輸入信號端對外骨骼裝置進(jìn)行控制。利用安裝在K... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 人體上肢輔助裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 康復(fù)型上肢輔助裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 強(qiáng)化型上肢輔助裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 輔助型上肢輔助裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容研究與安排
第二章 人體上肢運(yùn)動分析及外骨骼裝置設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 人體上肢模型
        2.2.1 上肢的解剖學(xué)模型
        2.2.2 上肢康復(fù)方法
        2.2.3 人體上肢的平面
        2.2.4 需要輔助的上肢自由度
    2.3 上肢外骨骼裝置驅(qū)動設(shè)計(jì)
        2.3.1 上肢外骨骼輔助裝置的設(shè)計(jì)要素
        2.3.2 設(shè)備傳動結(jié)構(gòu)與驅(qū)動裝置的選擇
    2.4 上肢輔助外骨骼裝置運(yùn)動學(xué)分析
        2.4.1 上肢輔助外骨骼機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模
        2.4.2 上肢輔助外骨骼機(jī)器人正運(yùn)動學(xué)分析
        2.4.3 上肢外骨骼輔助設(shè)備工作范圍
    2.5 系統(tǒng)的雅克比矩陣的計(jì)算
    2.6 本章小結(jié)
第三章 人體上肢外骨骼實(shí)驗(yàn)平臺及其動力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 上肢外骨骼裝置整體設(shè)計(jì)
    3.3 裝置動力學(xué)分析
        3.3.1 系統(tǒng)的3D動態(tài)方程
        3.3.2 3D動態(tài)方程的簡化
        3.3.3 動態(tài)方程的仿真結(jié)果
    3.4 系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算
    3.5 基于角度的阻抗控制
    3.6上肢外骨骼裝置輔助實(shí)驗(yàn)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于Kinect2.0 傳感器的人機(jī)交互系統(tǒng)
    4.1 引言
    4.2 人機(jī)交互類型
    4.3 基于上肢關(guān)節(jié)角度變化的人機(jī)交互系統(tǒng)
        4.3.1 IMU傳感器與角度測量傳感器
        4.3.2 基于RGB攝像頭的Kinect傳感器
    4.4 人體上肢角度的計(jì)算
        4.4.1 Kinect傳感器空間轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系
        4.4.2 人體上肢關(guān)節(jié)角度計(jì)算
    4.5 Kinect2.0 的控制程序以及UI界面
    4.6基于Kinect2.0 傳感器的實(shí)驗(yàn)
    4.7 中值濾波器及其濾波結(jié)果
    4.8 本章小結(jié)
第五章 基于Kinect2.0 的上肢自主康復(fù)與輔助系統(tǒng)
    5.1 引言
    5.2 基于Arduino微處理器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸
        5.2.1 Processing IDE
        5.2.2 Arduino微處理器
        5.2.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)TLC
        5.2.4 信號傳輸?shù)慕Y(jié)果
    5.3 基于Kinect2.0 的上肢輔助外骨骼系統(tǒng)
    5.4 計(jì)算設(shè)備關(guān)節(jié)的角度
        5.4.1 設(shè)備角度2 的計(jì)算
        5.4.2 設(shè)備角度3 的計(jì)算
        5.4.3 上肢角度仿真結(jié)果
    5.5 上肢外骨骼輔助裝置鏡像康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)
        5.5.1上肢外骨骼輔助裝置鏡像康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)
    5.6 上肢外骨骼輔助裝置日常輔助系統(tǒng)
        5.6.1上肢外骨骼輔助裝置日常輔助實(shí)驗(yàn)
        5.6.2 上肢外骨骼輔助裝置日常輔助實(shí)驗(yàn)效果評估
    5.7 上肢輔助裝置遠(yuǎn)程指導(dǎo)系統(tǒng)
    5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]針對性康復(fù)訓(xùn)練及上肢體位干預(yù)對腦卒中患者上肢功能恢復(fù)的影響[J]. 姜培升.  中外女性健康研究. 2018(21)
[2]輔助肩胛骨康復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 汪彥慧,佟河亭,丁薇.  青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2018(03)
[3]上肢康復(fù)機(jī)器人在腦卒中患者并發(fā)癥康復(fù)中的研究與進(jìn)展[J]. 王偉,宋為群,曲斯偉.  按摩與康復(fù)醫(yī)學(xué). 2018(18)
[4]基于Kinect的實(shí)時(shí)手勢識別方法[J]. 田元,王學(xué)璠,王志鋒,陳加,姚璜.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2018(06)
[5]中風(fēng)病患者醫(yī)養(yǎng)結(jié)合康復(fù)管理模式分析[J]. 劉剛,蘇航,李翠,盛國濱,蔡玉梅,李昂.  中國醫(yī)院管理. 2018(06)
[6]基于Kinect v2三維重建的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 盧靈青,曾玉珠,李俊.  電腦編程技巧與維護(hù). 2018(05)
[7]人口老齡化對中國服務(wù)業(yè)發(fā)展的影響研究[J]. 吳飛飛,唐保慶.  中國人口科學(xué). 2018(02)
[8]前瞻年齡視角下的人口老齡化及其對我國醫(yī)療費(fèi)用的影響[J]. 楊昕,左學(xué)金,王美鳳.  人口研究. 2018(02)
[9]一種基于OpenCV和Kinect的人體步態(tài)識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊歡,羅欣羽,潘與維,羅伊杭,韋金嬌,王麗蘋,魏亮.  電子測試. 2018(04)
[10]基于Kinect的動態(tài)手勢識別[J]. 王兵,董洪偉,張明敏,潘志庚.  傳感器與微系統(tǒng). 2018(02)

博士論文
[1]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]基于表面肌電信號控制的七自由度上肢外骨骼機(jī)器人研究[D]. 張宇星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于sEMG的人體臂手剛度預(yù)測及仿人手變阻抗控制研究[D]. 王晨亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]用于人體肩關(guān)節(jié)康復(fù)的球面外骨骼機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究[D]. 李志賓.中北大學(xué) 2018
[4]氣動助力外骨骼機(jī)器人人機(jī)協(xié)同運(yùn)動控制研究[D]. 陶俊.浙江大學(xué) 2018
[5]基于Kinect體感技術(shù)的機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)[D]. 王冠.南京郵電大學(xué) 2017
[6]基于kinect的人臉識別技術(shù)研究[D]. 劉小金.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[7]腦梗死急性期偏癱患者簡易日�；顒庸δ苡�(xùn)練方案的制定與適用性分析[D]. 林源.蘇州大學(xué) 2017
[8]基于Kinect的室內(nèi)異常行為檢測[D]. 錢美伶.吉林大學(xué) 2017
[9]上肢外骨骼助力機(jī)器人研究[D]. 鄒春喜.沈陽航空航天大學(xué) 2017
[10]上肢助力外骨骼設(shè)計(jì)與研究[D]. 魯澤華.南京理工大學(xué) 2017



本文編號：3197612