近年面向醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練的外骨骼需求不斷增加,而針對上肢康復(fù)訓(xùn)練的外骨骼研究發(fā)展迅速。但傳統(tǒng)的上肢康復(fù)外骨骼仍以剛性外骨骼為主,基于位置控制方法對患者進(jìn)行持續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)(Continuous Passive Motion,CPM)康復(fù)訓(xùn)練。而采用力矩/位置混合控制的康復(fù)外骨骼研究較少。本文主要設(shè)計(jì)了基于串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(Serial Elastic Actuator,SEA)的柔性關(guān)節(jié),并開發(fā)了面向肘關(guān)節(jié)與肩關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練外骨骼樣機(jī)。首先,根據(jù)人體自由度及運(yùn)動(dòng)仿真分析,開展外骨骼元件選型和SEA關(guān)鍵彈性體的設(shè)計(jì);其次,開展柔性外骨骼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),與控制算法設(shè)計(jì);最后,進(jìn)行了康復(fù)治療模式運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與實(shí)驗(yàn),并驗(yàn)證了外骨骼控制有效性。本文的主要研究內(nèi)容有:1)設(shè)計(jì)了采用SEA的肘關(guān)節(jié)及肩關(guān)節(jié)的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)構(gòu)。通過人體上肢生理參數(shù)及運(yùn)動(dòng)仿真確定了元件選型,并根據(jù)運(yùn)動(dòng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了SEA關(guān)鍵元件串聯(lián)彈性體的設(shè)計(jì)。基于SEA原理進(jìn)行了外骨骼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)并通過有限元方法進(jìn)行了零件校核,開發(fā)了外骨骼實(shí)物樣機(jī)平臺。2)設(shè)計(jì)了柔性康復(fù)外骨骼機(jī)器人的力矩/位置混合控制算法并對康復(fù)治療模式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。針對力矩/位置混合控...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機(jī)器人??

康復(fù)外骨骼，再到最新的結(jié)合人體自由度分骼研究，目前已有數(shù)種實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的上肢康骨骼。??復(fù)外骨骼主要為末端執(zhí)行器式上肢康復(fù)機(jī)構(gòu)，姐合聯(lián)合開發(fā)的上肢康復(fù)機(jī)器人ＧＥＮＴＬＥ／Ｓ端牽引式上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)［９１，美國麻�。模埃疲ㄗ杂啥龋┍燮矫婵祻�(fù)機(jī)器人系統(tǒng)ＭＩＴ－Ｍ的重力補(bǔ)償作用。?后....

圖２．２ＣＡＤＥＮ－７機(jī)器人??

者上肢的運(yùn)動(dòng)，以提供不同的訓(xùn)練模式；可以采集位置、速度、力等信息以供分??析；可以將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息顯示到電腦屏幕上為患者提供視覺反饋［＿１］［１２］。??圖２．１?ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機(jī)器人??末端執(zhí)行器式康復(fù)機(jī)構(gòu)具有較高的定位精度以及較大的速度及力矩，具有較??好的多關(guān)節(jié)訓(xùn)練效果，....

圖２．３ＣＡＤＥＮ－７機(jī)器人的多種關(guān)節(jié)布置??

一為??圖２．４?—種氣動(dòng)康復(fù)外骨骼機(jī)器人的氣動(dòng)元件排布??４??

圖２．４?—種氣動(dòng)康復(fù)外骨骼機(jī)器人的氣動(dòng)元件排布??

?？？＞?⑷??圖２．３ＣＡＤＥＮ－７機(jī)器人的多種關(guān)節(jié)布置??１．２．１．２氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)上肢康復(fù)外骨骼研究現(xiàn)狀??氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)上肢康復(fù)外骨骼中較為知名的有美國亞利桑那大學(xué)研發(fā)了基于人??工氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的５—ＤＯＦ上肢康復(fù)機(jī)器人ＲＵＰＥＲＴ?（ｒｏｂｏｔｉｃ?ｕｐｐｅｒ?ｅｘｔｒｅｍｉｔｙ....

本文編號：3988118