没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
上肢外骨骼康复机器人肘关节机械系统设计.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 67 浏览量
2023-07-11
22:20:36
上传
评论
收藏 3.76MB DOC 举报
温馨提示
试读
56页
上肢外骨骼康复机器人肘关节机械系统设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
摘要
上 肢 康 复 机 器 人 是 医 疗 机 器 人 的 一 个 重 要 分 支 , 它 以 偏 瘫 脑 卒 中 病 人 运 动 疗
法 中 的 运 动 再 学 习 理 论 为 基 础 , 融 合 了 医 学 、 生 物 学 、 机 械 学 、 信 息 与 计 算 机
科 学 等 诸 多 学 科 , 是 目 前 国 内 外 的 研 究 热 点 。 本 文 对 上 肢 康 复 机 器 人 系 统 的 总 体
设 计 、 运 动 学 分 析 、 运 动 控 制 系 统 、 机 器 人 样 机 及 实 验 等 进 行 了 研 究 和 开 发 ,
为 该 领 域 产 品 设 计 奠 定 理 论 基 础 、 提 供 技 术 支 撑 。
论 文 结 合 上 肢 解 剖 学 和 运 动 治 疗 理 论 , 从 安 全 性 、 仿 生 学 、 外 骨 骼 材 质 、 训
练 任 务 、 安 装 使 用 等 几 个 方 面 总 结 出 上 肢 康 复 机 器 人 的 设 计 要 求 ;在 此 基 础 上 ,
设 计 出 了 轻 型 、 运 动 可 靠 的 上 肢 外 骨 骼 康 复 机 器 人 肘 关 节 机 械 系 统 , 并 详 细 介
绍 了 康 复 机 器 人 系 统 的 机 械 本 体 和 控 制 策 略 。
关键词:上肢康复机器人,运动学分析,运动控制系统
ABSTRACT
As an important branch of medical robot, the rehabilitation training robot for
stroke hemiplegic patients is a hot research topic both at home and abroad. Based on
motor relearning theory, it combines many technology fields such as medicine,
biology, mechanics, information & computer science, etc. This thesis makes
researches on system design , kinematic analysis , motion control system ,
prototype and experiment , and lies the foundation for further theoretical research
and provides technical supportings.
Taking safety, bionics,exoskeleton material, training mission and installation
use into consideration , the design rules for upper limb rehabilitation robot are
proposed on basis of human upper limb anatomy and motion rehabilitation theory.
Under the guidance of rules, a novel exoskeletal upper limb rehabilitation robot for
patients in light and movement reliable is developed.The mechanical structure ,
control strategies of the rehabilitation system are also introduced.
Keywords: Upper limb rehabilitation robot,Kinematic analysis,Motion control
system
目录
摘要 ....................................................................................................................................................I
ABSTRACT ......................................................................................................................................II
第 1 章 绪论......................................................................................................................................1
1.1 研究背景及意义.................................................................................................................1
1.2 上肢康复医疗机器人的国内外发展现状.........................................................................2
1.3 肘关节.................................................................................................................................3
1.3.1 上肢外骨骼自由度分析..........................................................................................3
1.3.2 肘关节结构..............................................................................................................4
1.3.3 肘关节的运动及参数..............................................................................................4
1.4 外骨骼机械设计.................................................................................................................5
1.4.1 结构设计..................................................................................................................5
1.4.2 驱动系统种类及各优缺点......................................................................................6
1.4.3 能源..........................................................................................................................7
1.4.4 举例比较..................................................................................................................7
1.5 控制系统.............................................................................................................................8
1.6 上肢康复机器人康复训练策略关键技术综述...............................................................11
1.7 发展前景...........................................................................................................................12
第 2 章 外骨路式机器人上肢康复肘关节方案设计.....................................................................13
2.1 上肢生理特点与康复治疗方法.......................................................................................13
2.1.1 手臂的生理结构特点............................................................................................13
2.1.2 复治疗方法............................................................................................................14
2.2 机器人上肢康复系统构建...............................................................................................15
2.3 肘关节系统方案...............................................................................................................16
第 3 章 肘关节机械系统设计........................................................................................................17
3.1 机构驱动方案...................................................................................................................17
3.2 机构运动方式...................................................................................................................18
3.3 机构方案...........................................................................................................................18
3.4 零部件具体设计...............................................................................................................19
3.3.1 上臂........................................................................................................................19
3.3.2 下臂........................................................................................................................20
3.3.3 拉杆........................................................................................................................22
3.3.4 装配图....................................................................................................................22
第 4 章 系统运动仿真及有限元分析............................................................................................24
4.1 运动仿真...........................................................................................................................24
4.1.1 机构组装................................................................................................................24
4.1.2 机构设置................................................................................................................25
4.1.3 运动分析................................................................................................................27
4.2 有限元分析.......................................................................................................................28
4.2.1 创建模型................................................................................................................29
4.2.2 建立分析模型........................................................................................................29
4.2.3 结构分析................................................................................................................34
第五章 系统控制策略....................................................................................................................45
5.1 表面肌电信号的产生机理与特点.....................................................................................45
5.2 基于 sEMG 信号的上肢康复机器人控制策略.................................................................47
5.2.1 上肢康复训练动作目标集设计............................................................................47
5.2.2 表面肌电电极的布置与信号采集........................................................................47
5.2.3 基于 sEMG 动作辨识的自主性被动训练方案 ...................................................48
致谢..................................................................................................................................................50
参考文献..........................................................................................................................................51
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
随着我 国 老 龄 化 的 加 剧 , 伴 随 老 龄 化 过 程 中 明 显 的 生 理 衰 退 就 是 四 肢 的
灵 活 性 不 断 下 降 , 而 在 老 龄 人 群 中 有 大 量 有 脑 血 管 疾 病 或 神 经 系 统 疾 病 患
者 , 这 些 患 者 又 大 都 伴 有 偏 瘫 症 状 , 对 日 常 生 活 产 生 了 种 种 不 利 的 影 响 。 手
臂 是 日 常 生 活 中 运 用 最 多 也 最 容 易 受 伤 的 肢 体 , 治 疗 时 通 常 运 用 一 定 物 理 疗
法 以 辅 助 药 物 治 疗 。 传 统 的 人 工 物 理 疗 法 中 , 治 疗 师 们 劳 动 强 度 大 且 要 求 具
有 高 度 熟 练 技 巧 。 而 康 复 机 器 人 旨 在 利 用 机 器 人 原 理 , 把 智 能 控 制 与 人 体 运
动 相 结 合 , 以 代 替 人 工 进 行 康 复 训 练 , 其 能 够 承 受 的 工 作 强 度 高 , 促 进 神 经
功 能 重 塑 , 恢 复 患 者 运 动 及 控 制 能 力 的 目 的 。 目 前 患 者 的 治 疗 主 要 依 赖 于 治
疗 师 的 一 对 一 的 徒 手 训 练 , 这 种 方 法 不 仅 费 时 费 力 , 而 且 也 缺 乏 量 化 的 客 观
评 价 , 不 能 够 实 时 监 测 治 疗 效 果 。 为 解 决 这 些 康 复 训 练 过 程 中 出 现 的 问 题 ,
需 要 安 全 、 定 量 、 有 效 及 可 进 行 重 复 训 练 的 新 技 术 , 因 此 机 器 人 辅 助 训 练 技
术 在 这 种 背 景 下 应 运 而 生 。 将 虚 拟 现 实 和 外 骨 骼 技 术 引 入 到 肢 体 的 康 复 工
程 , 根 据 康 复 医 学 的 运 动 疗 法 和 作 业 疗 法 , 为 上 肢 残 疾 患 者 研 制 出 手 臂 外
骨 骼 康 复 系 统 , 实 现 了 手 臂 的 运 动 控 制 , 并 构 建 了 虚 拟 环 境 仿 真 平 台
[1]
。 借
助 于 触 觉 感 知 接 口 的 力 反 馈 作 用 可 以 使 患 者 感 觉 到 手 臂 受 到 的 作 用 力 。 提 出
手 臂 功 能 康 复 测 评 方 法 , 并 建 立 患 者 康 复 病 案 数 据 库 。 手 臂 外 骨 骼 康 复 系 统
为 患 者 提 供 有 效 的 肢 体 功 能 恢 复 的 工 具 。
剩余55页未读,继续阅读
资源评论
老帽爬新坡
- 粉丝: 83
- 资源: 2万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功