本文提出了一種基于2-UPR+RPS并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)角度牽引的頸椎牽引康復(fù)機構(gòu),該機構(gòu)既可以完成傳統(tǒng)的直立位牽引,也可根據(jù)患者的特殊需求實現(xiàn)可變角度的牽引。該機構(gòu)具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,有效解決了傳統(tǒng)頸椎牽引裝置只能直立位牽引,不能有效的糾正生理曲度的缺陷。論文主要在以下幾個方面對頸椎牽引康復(fù)機構(gòu)的并聯(lián)機構(gòu)進行運動性能分析及優(yōu)化:1.頸椎牽引康復(fù)機構(gòu)設(shè)計。根據(jù)人體頸椎的結(jié)構(gòu)、生理運動學(xué)特性、以及牽引所需的自由度,設(shè)計了一種基于并聯(lián)機構(gòu)的頸椎牽引康復(fù)機構(gòu),該機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動運動采用了2-UPR+RPS并聯(lián)機構(gòu)。通過螺旋理論和G-K公式計算得出此機構(gòu)具有三個自由度,可以實現(xiàn)直立位、前屈后伸、左右側(cè)屈方位的牽引動作,從而實現(xiàn)角度牽引,達到良好的康復(fù)效果。2.2-UPR+RPS并聯(lián)機構(gòu)位置分析�；陂]環(huán)矢量法建立了并聯(lián)機構(gòu)的位置反解的數(shù)學(xué)模型,通過MATLAB計算出相應(yīng)的位置反解算例;基于粒子群算法求解并聯(lián)機構(gòu)正解算例,并針對其局部收斂造成精度過低,提出一種流動粒子群優(yōu)化算法。通過位置正反解算例比較,驗證了位置求解的正確性3.2-UPR+RPS并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)性能分析。使用求導(dǎo)法求出并聯(lián)機構(gòu)的速度... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

機械牽引床Fig.1-1Mechanicaltractionbed

枕后位牽引器Fig.1-2Pillowretractor

中北大學(xué)學(xué)位論文4圖1-8頭頸部外骨骼系統(tǒng)Fig.1-8Headandneckexoskeletonsystem圖1-9頸椎康復(fù)機器人Fig.1-9Cervicalrehabilitationrobot綜上所述，盡管頸椎牽引器械有了很大的發(fā)展，但是目前的牽引器械仍存在一些缺點：1．牽引方向單一，不利于維護頸椎正常生理角度。2．頸椎定位、牽引角度不夠精確。牽引治療最主要的是找到病變位置進行牽引。目前多數(shù)頸椎牽引器械的精度不夠，導(dǎo)致治療效果不理想。3．牽引力無法快速響應(yīng)自適應(yīng)。由于牽引力控制不智能，所以無法根據(jù)反饋信號迅速做出其響應(yīng)，導(dǎo)致治療體驗差，患者抵觸。1.3并聯(lián)機構(gòu)理論的研究現(xiàn)狀及分析在位置分析方面，Innocenti等[17]用解析法對Stewart機構(gòu)進行分析，得到只有一個未知數(shù)的16階的正解方程，進而求出所有正解值。Masouleh等[18]采用代數(shù)幾何法對5-RPUR(3T2R)并聯(lián)機構(gòu)進行位置分析。李輝等[19]將粒子群算法和牛頓迭代法兩種方法相結(jié)合對五自由度4-UPS/RPS并聯(lián)機構(gòu)進行位置正解分析。耿明超等[20]用擬牛頓法對6-RUS并聯(lián)機構(gòu)的位置正解進行分析與計算，此方法相比Newton法可以使計算量大大減少。馬春生等[21]通過使用代數(shù)方法分析3-RPS的相關(guān)位置解。謝志江[22]等人將正解問題轉(zhuǎn)換為目標(biāo)函數(shù)求解優(yōu)化的問題，基于連續(xù)蟻群算法求出3-RPS問題的數(shù)值解。在速度與加速度分析方面，黃真等[23]通過螺旋方法構(gòu)建并聯(lián)機構(gòu)的速度、加速度表達式。Rica等[24]將Lie代數(shù)與螺旋思想相結(jié)合的辦法建立速度、加速度運動學(xué)模型，并且總結(jié)了一整套完整的運動學(xué)求解大全。劉爽[25]通過螺旋的方法構(gòu)建了3-RR(RR)R并聯(lián)機構(gòu)的Jacobian矩陣以及Hessian矩陣，并使用新的評價指標(biāo)對其運動性能進行了分

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3305393