本文提出了一種基于2-UPR+RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)角度牽引的頸椎牽引康復(fù)機(jī)構(gòu),該機(jī)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(shí)現(xiàn)可變角度的牽引。該機(jī)構(gòu)具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),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(gè)方面對(duì)頸椎牽引康復(fù)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)性能分析及優(yōu)化:1.頸椎牽引康復(fù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)人體頸椎的結(jié)構(gòu)、生理運(yùn)動(dòng)學(xué)特性、以及牽引所需的自由度,設(shè)計(jì)了一種基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的頸椎牽引康復(fù)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)采用了2-UPR+RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)。通過(guò)螺旋理論和G-K公式計(jì)算得出此機(jī)構(gòu)具有三個(gè)自由度,可以實(shí)現(xiàn)直立位、前屈后伸、左右側(cè)屈方位的牽引動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)角度牽引,達(dá)到良好的康復(fù)效果。2.2-UPR+RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析�；陂]環(huán)矢量法建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置反解的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)MATLAB計(jì)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(jī)構(gòu)正解算例,并針對(duì)其局部收斂造成精度過(guò)低,提出一種流動(dòng)粒子群優(yōu)化算法。通過(guò)位置正反解算例比較,驗(yàn)證了位置求解的正確性3.2-UPR+RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析。使用求導(dǎo)法求出并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

機(jī)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(jī)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(diǎn)：1．牽引方向單一，不利于維護(hù)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(jìn)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(wú)法快速響應(yīng)自適應(yīng)。由于牽引力控制不智能，所以無(wú)法根據(jù)反饋信號(hào)迅速做出其響應(yīng)，導(dǎo)致治療體驗(yàn)差，患者抵觸。1.3并聯(lián)機(jī)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(duì)Stewart機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，得到只有一個(gè)未知數(shù)的16階的正解方程，進(jìn)而求出所有正解值。Masouleh等[18]采用代數(shù)幾何法對(duì)5-RPUR(3T2R)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)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(duì)五自由度4-UPS/RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置正解分析。耿明超等[20]用擬牛頓法對(duì)6-RUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置正解進(jìn)行分析與計(jì)算，此方法相比Newton法可以使計(jì)算量大大減少。馬春生等[21]通過(guò)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(wèn)題轉(zhuǎn)換為目標(biāo)函數(shù)求解優(yōu)化的問(wèn)題，基于連續(xù)蟻群算法求出3-RPS問(wèn)題的數(shù)值解。在速度與加速度分析方面，黃真等[23]通過(guò)螺旋方法構(gòu)建并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度、加速度表達(dá)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(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并且總結(jié)了一整套完整的運(yùn)動(dòng)學(xué)求解大全。劉爽[25]通過(guò)螺旋的方法構(gòu)建了3-RR(RR)R并聯(lián)機(jī)構(gòu)的Jacobian矩陣以及Hessian矩陣，并使用新的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行了分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]一種大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床性能分析與優(yōu)化[D]. 胡洋.中北大學(xué) 2018
[6]基于ARM的頸椎牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張立雄.西安建筑科技大學(xué) 2018
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[8]頸椎牽引設(shè)備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究[D]. 孔玉強(qiáng).鄭州大學(xué) 2014
[9]3-UPU及3-RUU并聯(lián)機(jī)器人靈巧度研究[D]. 徐長(zhǎng)命.東北大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3305393