本文關(guān)鍵詞：下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼訓(xùn)練控制系統(tǒng)研究與初步實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 外骨骼是一種可以讓人穿戴的特殊機(jī)器人裝置,具有動(dòng)作精度高、響應(yīng)速度快、“不知疲倦”等特點(diǎn)。將外骨骼技術(shù)引入到用于腦卒中后步行能力恢復(fù)的懸吊式減重活動(dòng)平板下肢康復(fù)訓(xùn)練中,則有可能徹底解決原有人工康復(fù)訓(xùn)練強(qiáng)度難以保證、精度不夠、訓(xùn)練數(shù)據(jù)難以反饋記錄等問題,同時(shí),還可以將理療師從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái),使其可以將更多的精力專注于患者康復(fù)訓(xùn)練效果的評(píng)估和計(jì)劃的制定上,從而提升患者下肢康復(fù)訓(xùn)練的質(zhì)量和效率,提高患者完全康復(fù)的幾率。本文介紹的下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼系統(tǒng)就是應(yīng)用于此領(lǐng)域的一種機(jī)電一體化裝置。 本課題為康復(fù)醫(yī)療外骨骼系統(tǒng)搭建了一套基于PC和直流伺服電機(jī)控制器的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開發(fā)了一套專用于此系統(tǒng)的虛擬儀器控制界面軟件,相比較傳統(tǒng)的實(shí)體控制界面,它具有操作靈活和人性化等特點(diǎn)。在PC系統(tǒng)環(huán)境下建立的患者康復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù),可以客觀實(shí)時(shí)的對(duì)患者的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的顯示記錄,并分級(jí)保存于PC的存儲(chǔ)器中,這將有助于醫(yī)療工作者開展康復(fù)評(píng)估、方案制定以及深入研究腦卒中后的神經(jīng)康復(fù)機(jī)理等工作。另外,專為系統(tǒng)制定開發(fā)的兩套步態(tài)訓(xùn)練控制策略,即被動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練位置控制和半主動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練軌跡自校正控制,可以滿足不同康復(fù)時(shí)期下肢步態(tài)訓(xùn)練的不同要求,擴(kuò)展了外骨骼的適用范圍,提高了患者的康復(fù)效率與痊愈幾率。此外,出于對(duì)人機(jī)安全和產(chǎn)業(yè)化等方面的考慮,改良設(shè)計(jì)加工而成的全新外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu)具有輕便、舒適、可靠、安全等特點(diǎn),其配合懸吊式減重器和醫(yī)用跑臺(tái)進(jìn)行的下肢康復(fù)訓(xùn)練是一種對(duì)傳統(tǒng)方法的嶄新詮釋。最后,基于各部分設(shè)計(jì)的理論思想,建立起了一套下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼原型系統(tǒng),并在此系統(tǒng)上開展了一系列的基本功能實(shí)驗(yàn)和有正常人參與的模擬下肢康復(fù)訓(xùn)練測(cè)試實(shí)驗(yàn),初步驗(yàn)證了外骨骼系統(tǒng)的功能性和可靠性,以及步態(tài)訓(xùn)練控制策略的可行性。 下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼原型系統(tǒng)樣機(jī)的成功建立為日后在此方向上的深入研究提供了可靠的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并打下了初步的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：外骨骼 下肢 康復(fù) 步態(tài)訓(xùn)練 控制策略
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH781
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究背景與意義10-13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題研究難點(diǎn)17-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容19
• 1.5 本章小節(jié)19-21
• 2 下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-36
• 2.1 引言21
• 2.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架21-22
• 2.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-24
• 2.3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原則22-23
• 2.3.2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框架23-24
• 2.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)24-35
• 2.4.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原則24-26
• 2.4.2 直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制26-30
• 2.4.3 上位機(jī)用戶界面30-32
• 2.4.4 步態(tài)訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集32-33
• 2.4.5 患者康復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼的步態(tài)訓(xùn)練控制方案研究36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 步態(tài)訓(xùn)練控制方案研究36-39
• 3.2.1 被動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練位置控制策略36-37
• 3.2.2 半主動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練軌跡自校正控制策略37-39
• 3.3 基于步態(tài)訓(xùn)練控制方案的步態(tài)規(guī)劃39-48
• 3.3.1 被動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練位置控制的步態(tài)規(guī)劃39-44
• 3.3.2 半主動(dòng)步態(tài)訓(xùn)練軌跡自校正控制的步態(tài)規(guī)劃44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 4 下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼的原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)50-76
• 4.1 引言50
• 4.2 外骨骼的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)50-57
• 4.2.1 加工材料51
• 4.2.2 下肢桿尺寸調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)51-52
• 4.2.3 關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角安全限位結(jié)構(gòu)52
• 4.2.4 外骨骼寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)52-53
• 4.2.5 驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)機(jī)構(gòu)53-55
• 4.2.6 緩沖機(jī)構(gòu)55-57
• 4.3 外骨骼的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)57-67
• 4.3.1 控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)57-60
• 4.3.2 控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)60-67
• 4.4 外骨骼的原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究67-75
• 4.4.1 步態(tài)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)67-69
• 4.4.2 原型系統(tǒng)基本功能性實(shí)驗(yàn)69-71
• 4.4.3 原型系統(tǒng)正常人測(cè)試實(shí)驗(yàn)71-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 5 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 總結(jié)76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81

【引證文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：下肢康復(fù)醫(yī)療外骨骼訓(xùn)練控制系統(tǒng)研究與初步實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：443864