一種等速康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)與分析
發(fā)布時(shí)間:2021-07-02 13:26
等速訓(xùn)練是一種先進(jìn)的康復(fù)訓(xùn)練模式,等速訓(xùn)練過程中,肢體不產(chǎn)生加速度,減少了肌肉痙攣現(xiàn)象的出現(xiàn),康復(fù)效果較為顯著。目前,等速訓(xùn)練設(shè)備均為國外研制,且常見的康復(fù)機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)等速訓(xùn)練功能。為了讓肢體失能患者得到更為高效的康復(fù)訓(xùn)練,本文結(jié)合機(jī)器人技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)理論、等速訓(xùn)練理念與人體運(yùn)動(dòng)學(xué)等領(lǐng)域,針對(duì)目前等速訓(xùn)練時(shí)僅單個(gè)關(guān)節(jié)參與且訓(xùn)練模式單調(diào)的狀況,以及缺少在家庭和社區(qū)使用的、適用于不同患者的肢體等速康復(fù)訓(xùn)練儀器的現(xiàn)狀,在末端踏車式康復(fù)機(jī)器人的基礎(chǔ)上,研制了一種能夠進(jìn)行不同關(guān)節(jié)和不同幅度等速康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)備。首先,根據(jù)相關(guān)康復(fù)醫(yī)學(xué)理論,對(duì)人體生理、運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了探討。對(duì)人機(jī)模型展開計(jì)算和分析,對(duì)末端踏車式機(jī)器人訓(xùn)練效果的多種影響因素展開了仿真和分析,為等速康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案提供參考,提出通過改變踏車訓(xùn)練時(shí)機(jī)器人和人體之間的相對(duì)水平位移,來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的等速運(yùn)動(dòng)的方法。其次,根據(jù)等速康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。對(duì)水平位移機(jī)構(gòu)、訓(xùn)練機(jī)構(gòu)以及輔具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)人機(jī)模型展開運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的分析,求解出實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練的方法,驗(yàn)證等速康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的合理性。根據(jù)關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練的具體要求,對(duì)...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
美國WOODWAY公司的康復(fù)機(jī)器人:LokoHelp和KineAssistFig1.1RehabilitationrobotsfromWOODWAY,USA:LokoHelpandKineAssist
Fig 1.1 Rehabilitation robots from WOODWAY, USA: Loko Help and Kine Assist瑞士 HOCOMA AG 公司是目前世界范圍內(nèi)康復(fù)機(jī)器人企業(yè)的第一品牌,公司的高端康復(fù)治療與訓(xùn)練產(chǎn)品研發(fā)機(jī)構(gòu)和歐美眾多高校及科研機(jī)構(gòu)有著深度合作,其產(chǎn)品在傳感器、智能化、仿生領(lǐng)域等方面都在國際上處于領(lǐng)先地位。HOCOMAAG 公司的產(chǎn)品在臨床應(yīng)用上非常廣泛,其全世界銷量總數(shù)也是康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的第一位[35-40],目前,在市場上流通的康復(fù)機(jī)器人主要有以下三種[41-42]:Lokomat:一款以腦功能重塑理論為指引,能在訓(xùn)練中實(shí)時(shí)反饋訓(xùn)練信息給使用者的外骨骼式康復(fù)機(jī)器人,在訓(xùn)練中,通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng),配合足底的履帶,實(shí)現(xiàn)下肢的步態(tài)訓(xùn)練。目前,Lokomat 已壟斷了高端的康復(fù)機(jī)器人市場,在世界范圍內(nèi)的各個(gè)高級(jí)康復(fù)機(jī)構(gòu)中,配備數(shù)已超過 600 臺(tái)。Armeo:一款上肢康復(fù)機(jī)器人,其治療范圍涵蓋著肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)以及部分指關(guān)節(jié)。當(dāng)前市場上的上肢外骨骼系統(tǒng)大都使用此種類型的構(gòu)造[43]。Erigo:一款臥式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),一般用于早期的肌力恢復(fù)訓(xùn)練,其關(guān)節(jié)活動(dòng)的調(diào)節(jié)范圍較大,能實(shí)現(xiàn)不同幅度的被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練并添加功能性的電刺激,臨床上多被用于長期臥床的患者。
ne 企業(yè)的康復(fù)機(jī)器人 HAL。是將機(jī)器人領(lǐng)域肢體產(chǎn)品化的成果,目前已成功投放市場的臂等,該機(jī)器人能在使用者的腦波控制下實(shí)電信號(hào)的襯墊以及和人體皮膚相連的傳感器做出使用者想要的動(dòng)作。alk公司和日本的Cyberdyne公司是世界上在公司在市場上投放的產(chǎn)品主要是可穿戴外骨癱瘓患者,代替患者下肢進(jìn)行日常的行動(dòng),dministration 美國食品和藥物管理局)認(rèn)證的使用者的肢體運(yùn)動(dòng)以及使用者身體重心的變裝置驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),模擬出正常人能力,其最新款的產(chǎn)品,還能通過對(duì)外界環(huán)速度和方式自動(dòng)調(diào)節(jié)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人機(jī)信息交互的助行外骨骼機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展[J]. 明東,蔣晟龍,王忠鵬,綦宏志,萬柏坤. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]康復(fù)機(jī)器人發(fā)展綜述[J]. 肖勇,孫平范,陳罡. 信息系統(tǒng)工程. 2017(05)
[3]我國康復(fù)醫(yī)師專業(yè)化教育發(fā)展現(xiàn)狀及改革[J]. 李詠梅,劉路平,劉垚,敖麗娟. 昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]穿戴式外骨骼康復(fù)輔具臨床應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 陳學(xué)斌,劉利榮,安崢,高敏,高海鵬. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[5]3-RRR+(S-P)人形機(jī)器人仿生肩關(guān)節(jié)主參數(shù)設(shè)計(jì)及其工作空間分析[J]. 楊龍,褚宏鵬,孫通帥,邱雪松,周玉林. 中國機(jī)械工程. 2017(02)
[6]康復(fù)機(jī)器人與智能輔助系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 侯增廣,趙新剛,程龍,王啟寧,王衛(wèi)群. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]肢體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J]. 姜禮杰,陳進(jìn),王良詣,侯言旭,王勇. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[8]下肢康復(fù)機(jī)器人及其交互控制方法[J]. 胡進(jìn),侯增廣,陳翼雄,張峰,王衛(wèi)群. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2014(11)
[9]D-H法建立連桿坐標(biāo)系存在的問題及改進(jìn)[J]. 郭發(fā)勇,梅濤,趙江海. 中國機(jī)械工程. 2014(20)
[10]我國社區(qū)康復(fù)醫(yī)療資源的現(xiàn)狀與需求[J]. 任艷蘋,郭琪,李雨晴,仇嘉禾,呂兆陽,邵博涵,傅麗媛,龐德功. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2014(08)
博士論文
[1]普惠性下肢精準(zhǔn)康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 姜禮杰.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]臥式下肢康復(fù)機(jī)器人研究[D]. 孫洪穎.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]一種膝關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的分析與研究[D]. 陳波.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]人口老齡化背景下的居家運(yùn)動(dòng)健康服務(wù)現(xiàn)狀調(diào)查[D]. 唐路生.華中師范大學(xué) 2016
[3]腳踏車式下肢康復(fù)訓(xùn)練器設(shè)計(jì)及研究[D]. 甄紅衛(wèi).燕山大學(xué) 2012
[4]截癱患者下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉洪濤.燕山大學(xué) 2010
[5]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):3260553
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
美國WOODWAY公司的康復(fù)機(jī)器人:LokoHelp和KineAssistFig1.1RehabilitationrobotsfromWOODWAY,USA:LokoHelpandKineAssist
Fig 1.1 Rehabilitation robots from WOODWAY, USA: Loko Help and Kine Assist瑞士 HOCOMA AG 公司是目前世界范圍內(nèi)康復(fù)機(jī)器人企業(yè)的第一品牌,公司的高端康復(fù)治療與訓(xùn)練產(chǎn)品研發(fā)機(jī)構(gòu)和歐美眾多高校及科研機(jī)構(gòu)有著深度合作,其產(chǎn)品在傳感器、智能化、仿生領(lǐng)域等方面都在國際上處于領(lǐng)先地位。HOCOMAAG 公司的產(chǎn)品在臨床應(yīng)用上非常廣泛,其全世界銷量總數(shù)也是康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的第一位[35-40],目前,在市場上流通的康復(fù)機(jī)器人主要有以下三種[41-42]:Lokomat:一款以腦功能重塑理論為指引,能在訓(xùn)練中實(shí)時(shí)反饋訓(xùn)練信息給使用者的外骨骼式康復(fù)機(jī)器人,在訓(xùn)練中,通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng),配合足底的履帶,實(shí)現(xiàn)下肢的步態(tài)訓(xùn)練。目前,Lokomat 已壟斷了高端的康復(fù)機(jī)器人市場,在世界范圍內(nèi)的各個(gè)高級(jí)康復(fù)機(jī)構(gòu)中,配備數(shù)已超過 600 臺(tái)。Armeo:一款上肢康復(fù)機(jī)器人,其治療范圍涵蓋著肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)以及部分指關(guān)節(jié)。當(dāng)前市場上的上肢外骨骼系統(tǒng)大都使用此種類型的構(gòu)造[43]。Erigo:一款臥式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),一般用于早期的肌力恢復(fù)訓(xùn)練,其關(guān)節(jié)活動(dòng)的調(diào)節(jié)范圍較大,能實(shí)現(xiàn)不同幅度的被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練并添加功能性的電刺激,臨床上多被用于長期臥床的患者。
ne 企業(yè)的康復(fù)機(jī)器人 HAL。是將機(jī)器人領(lǐng)域肢體產(chǎn)品化的成果,目前已成功投放市場的臂等,該機(jī)器人能在使用者的腦波控制下實(shí)電信號(hào)的襯墊以及和人體皮膚相連的傳感器做出使用者想要的動(dòng)作。alk公司和日本的Cyberdyne公司是世界上在公司在市場上投放的產(chǎn)品主要是可穿戴外骨癱瘓患者,代替患者下肢進(jìn)行日常的行動(dòng),dministration 美國食品和藥物管理局)認(rèn)證的使用者的肢體運(yùn)動(dòng)以及使用者身體重心的變裝置驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),模擬出正常人能力,其最新款的產(chǎn)品,還能通過對(duì)外界環(huán)速度和方式自動(dòng)調(diào)節(jié)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人機(jī)信息交互的助行外骨骼機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展[J]. 明東,蔣晟龍,王忠鵬,綦宏志,萬柏坤. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]康復(fù)機(jī)器人發(fā)展綜述[J]. 肖勇,孫平范,陳罡. 信息系統(tǒng)工程. 2017(05)
[3]我國康復(fù)醫(yī)師專業(yè)化教育發(fā)展現(xiàn)狀及改革[J]. 李詠梅,劉路平,劉垚,敖麗娟. 昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]穿戴式外骨骼康復(fù)輔具臨床應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 陳學(xué)斌,劉利榮,安崢,高敏,高海鵬. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[5]3-RRR+(S-P)人形機(jī)器人仿生肩關(guān)節(jié)主參數(shù)設(shè)計(jì)及其工作空間分析[J]. 楊龍,褚宏鵬,孫通帥,邱雪松,周玉林. 中國機(jī)械工程. 2017(02)
[6]康復(fù)機(jī)器人與智能輔助系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 侯增廣,趙新剛,程龍,王啟寧,王衛(wèi)群. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]肢體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J]. 姜禮杰,陳進(jìn),王良詣,侯言旭,王勇. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[8]下肢康復(fù)機(jī)器人及其交互控制方法[J]. 胡進(jìn),侯增廣,陳翼雄,張峰,王衛(wèi)群. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2014(11)
[9]D-H法建立連桿坐標(biāo)系存在的問題及改進(jìn)[J]. 郭發(fā)勇,梅濤,趙江海. 中國機(jī)械工程. 2014(20)
[10]我國社區(qū)康復(fù)醫(yī)療資源的現(xiàn)狀與需求[J]. 任艷蘋,郭琪,李雨晴,仇嘉禾,呂兆陽,邵博涵,傅麗媛,龐德功. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2014(08)
博士論文
[1]普惠性下肢精準(zhǔn)康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 姜禮杰.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]臥式下肢康復(fù)機(jī)器人研究[D]. 孫洪穎.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]一種膝關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的分析與研究[D]. 陳波.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]人口老齡化背景下的居家運(yùn)動(dòng)健康服務(wù)現(xiàn)狀調(diào)查[D]. 唐路生.華中師范大學(xué) 2016
[3]腳踏車式下肢康復(fù)訓(xùn)練器設(shè)計(jì)及研究[D]. 甄紅衛(wèi).燕山大學(xué) 2012
[4]截癱患者下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉洪濤.燕山大學(xué) 2010
[5]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):3260553
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