本文關鍵詞：基于串聯(lián)彈性驅動器的上肢康復機器人設計與運動規(guī)劃，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦中風幸存者中約75%的患者會患有包括偏癱、面癱、視力障礙、語言表達障礙等,其中偏癱是中風后最常見的癥狀。在腦重塑理論的基礎上,肢體運動康復得到了臨床驗證,讓偏癱患者看到了恢復肢體運動功能的希望。而臨床的康復訓練,都是治療師以一對一的方式徒手或者使用輔助器具引導病人完成肢體運動。這種康復方式效率低,康復效果缺乏客觀的參數(shù),難以大規(guī)模普及。隨著科技的發(fā)展,許多科研團體研發(fā)出了用于肢體康復的機器人系統(tǒng),開發(fā)出與之相對應的康復模式,控制策略,讓康復機器人在康復領域取得了很好的康復效果。同時康復機器人具有良好的經(jīng)濟價值,這讓康復機器人可以很好的應用到偏癱運動治療中,彌補理療師的缺陷,普及更多的偏癱患者。本研究在深入研究人體運動學基礎和運動康復理論的基礎上,結合國內外文研究現(xiàn)狀,設計了一種基于彈性驅動器的上肢康復機器人,進行了以下的研究任務。設計出5自由度彈性繩驅康復機器人的總體方案,確定自由度的分配,建立旋轉關節(jié)模型,分析和設計彈性驅動方案。建立該驅動器的動力學模型,并分析其動力學特性。建立康復機器人的連桿坐標系,通過D-H法建立外骨骼康復機器人的運動學方程,求解康復機器人運動學的正/逆解和雅可比矩陣,運用Matlab和ADAMS驗證機器人的運動學正解的正確性,通過Matlab求解康復機器人的運動空間。研究機器人軌跡規(guī)劃方法,使用Matlab robotic toolbox在關節(jié)空間規(guī)劃出機器人軌跡。對機器人軌跡進行關節(jié)空間運動學分析,復雜軌跡進行平滑化處理,使其能夠保證康復機器人平穩(wěn)運動,在Matlab中分析康復機器人關節(jié)空間的運動學特性。建立康復機器人的仿真模型,使用ADAMS分析康復機器人軌跡的笛卡爾空間運動學特性,進行動力學仿真驗證康復機器人的可靠性。
【關鍵詞】：康復機器人 SEA 運動學 軌跡規(guī)劃 動力學 ADAMS
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題背景9-11
• 1.1.1 課題的現(xiàn)實背景9
• 1.1.2 偏癱治療的醫(yī)學背景9-11
• 1.2 課題研究意義11-12
• 1.3 國內外上肢康復機器人研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文的主要研究內容19-20
• 第二章 上肢康復機器人總體結構設計20-35
• 2.1 人體上肢的生物學模型20-23
• 2.2 上肢康復機器人機械本體的設計23-26
• 2.2.1 上肢康復機器人的設計要求23
• 2.2.2 上肢康復機器人的本體設計23-26
• 2.3 彈性驅動設計26-34
• 2.3.1 電機型彈性驅動器27
• 2.3.2 液壓型彈性驅動器27
• 2.3.3 氣動型彈性驅動器27-29
• 2.3.4 彈性驅動器設計和動力學分析29-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第三章 上肢康復機器人的運動學分析35-46
• 3.1 上肢康復機器人的運動學正解35-41
• 3.2 上肢康復機器人的運動學反解41-43
• 3.3 上肢康復機器人雅可比43-44
• 3.4 上肢康復機器人工作空間44-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 上肢康復機器人軌跡規(guī)劃46-62
• 4.1 人體上肢的軌跡規(guī)劃基礎46-50
• 4.1.1 人體上肢測量基礎46-47
• 4.1.2 日常上肢活動分析47-48
• 4.1.3 上肢康復機器人軌跡規(guī)劃點的選擇48-50
• 4.2 機器人軌跡規(guī)劃方法50-53
• 4.2.1 多項式插值函數(shù)52
• 4.2.2 擺線插值函數(shù)52-53
• 4.3 上肢康復機器人軌跡規(guī)劃53-60
• 4.3.1 點對點的軌跡規(guī)劃53-54
• 4.3.2 連續(xù)路徑軌跡規(guī)劃54-60
• 4.4 本章小結60-62
• 第五章 上肢康復機器人動力學ADAMS仿真62-72
• 5.1 ADAMS簡介62-63
• 5.2 建立ADAMS模型63-65
• 5.3 上肢復機器人工作軌跡65-67
• 5.4 上肢康復機器人運動學和動力學分析67-71
• 5.5 本章小結71-72
• 第六章 總結與展望72-74
• 參考文獻74-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文80

【相似文獻】

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