隨著老年人以及失能人口數(shù)量的不斷增長,需要越來越多的護(hù)工照顧他們的日常起居,這種方式不僅費(fèi)用昂貴,并且他們也很少能得到細(xì)致、精心的照顧。起立是日常生活中最常見的運(yùn)動(dòng),但由于老人肌肉萎縮或一些疾病的原因,很難單獨(dú)完成起立運(yùn)動(dòng),這不利于身心健康,所以康復(fù)機(jī)器人受到廣泛關(guān)注。本文提出一種輔助使用者完成起立運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。首先,為簡(jiǎn)化起立過程分析將人體下肢近似為左右對(duì)稱,并且起立運(yùn)動(dòng)近似為左右對(duì)稱的運(yùn)動(dòng)。本文在二維矢狀平面內(nèi),將人體簡(jiǎn)化為由大腿、小腿和軀干組成的三連桿模型,利用D-H方法描述起立過程位姿,并建立簡(jiǎn)化人體模型空間坐標(biāo)系。其次,對(duì)簡(jiǎn)化人體模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。通過傳感器采集起立過程中人體下肢三個(gè)關(guān)節(jié)角度,并擬合采集到的角度信息,得到各關(guān)節(jié)角度與起立時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式,利用機(jī)器人連桿遞推方法分析起立過程中人體下肢運(yùn)動(dòng)。獲得的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)包括:各關(guān)節(jié)及軀干的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、角速度、加速度等。然后,對(duì)起立過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。通過逆動(dòng)力學(xué)分析,得到膝關(guān)節(jié)的力/力矩。利用牛頓-歐拉動(dòng)態(tài)平衡方程分析,計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能。利用MATLAB中的SimMechanics軟件仿真,并對(duì)比計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

預(yù)期壽命趨勢(shì)

第1 章 緒論隨著國家國力的提高、科技的進(jìn)步、生活水平的提升，又出現(xiàn)了一類不同的機(jī)器人——康復(fù)機(jī)器人，康復(fù)機(jī)器人的出現(xiàn)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)康復(fù)治療方法的不足，并且也為使用者的生活起居帶來便利。輔助起立機(jī)器人是近年興起的一種康復(fù)機(jī)器人，它通過提供被動(dòng)或主動(dòng)的輔助力幫助老年人或下肢殘障人群完成起立動(dòng)作。起立過程是人們每天反復(fù)重復(fù)的運(yùn)動(dòng)之一，也是行走、上下樓梯、抓取物體等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)[1]。如何科學(xué)地為使用者提供輔助力是輔助起立機(jī)器人研究需要解決的重要問題。1.1 課題研究背景及意義隨著醫(yī)療水平提高，平均壽命不斷提高，中國已經(jīng)進(jìn)入老齡化社會(huì)，由于新生兒數(shù)量持續(xù)走低，使老齡化問題日益嚴(yán)重。預(yù)期壽命趨勢(shì)及幼兒人口趨勢(shì)如圖 1.1、1.2所示。

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文來越多的護(hù)工來照顧老年人的日常起居。這種長時(shí)間請(qǐng)護(hù)工的方式不僅費(fèi)用昂貴，并且由于照顧老年人的工作具有重復(fù)性、單一性，從而將導(dǎo)致老年人很少能得到細(xì)致、精心的照顧[6]。此外，中國殘疾人數(shù)目達(dá)到 8000 萬[7]，大量的老年人、失能患者和殘疾人都需要使用康復(fù)治療和輔助設(shè)備，但是現(xiàn)階段我國已有的醫(yī)療康復(fù)設(shè)備和儀器供不應(yīng)求。在中國，絕大部分康復(fù)治療手段仍然存在人員消耗大、康復(fù)時(shí)間長、康復(fù)效果達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)等問題[8]。要想有效緩解醫(yī)療康復(fù)資源供應(yīng)不足的問題，當(dāng)下應(yīng)該竭力生產(chǎn)制造以及研究推廣各種輔助機(jī)器人與人工智能輔助設(shè)備，從而提高老年人、殘疾人、失能患者的生活質(zhì)量。于此同時(shí)，還應(yīng)該借此帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展，并促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展[9]。


本文編號(hào)：2919215