發(fā)布時間：2023-11-18 10:59

　　由于中風、老齡化等因素引起的偏癱患者日益增多,康復醫(yī)師的數(shù)量相對較少,面臨的壓力與日俱增,并且傳統(tǒng)的康復治療過程多為繁重重復的體力活,治療周期比較長,對醫(yī)生的耐力有著很高的要求,因此迫切需要尋求代替品來代替醫(yī)師幫助患者進行康復訓練。康復機器人技術(shù)的發(fā)展,給醫(yī)生帶來了曙光,給患者進行康復訓練帶來了希望。本文在參考了大量的相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,設(shè)計一款簡單易用的踏板式下肢康復機器人。在康復機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計上,本文對下肢傳動機構(gòu)進行了詳細的分析,討論了各種傳動方式的利弊,綜合考慮,采用了蝸輪蝸桿傳動;對驅(qū)動方式進行了詳細的探討,確定了最終的電機驅(qū)動方案。傳動方式和驅(qū)動方式確定之后,本文對人機交互力矩進行了估計,配合動力學仿真確定了所需電機的額定力矩和減速比,挑選了合適的伺服設(shè)備,最后給出了整機的三維圖模型。為了患者可以更好地進行訓練,本文在了解了人體下肢運動機理后,對人體下肢進行了簡化,建立了人機一體化運動模型,基于此模型,利用矢量法建立了人機運動學模型,在matlab平臺進行仿真驗證了運動學模型的正確性;利用拉格朗日動力學方程建立了人機動力學模型,為接下來的控制算法的研究提供了理論基礎(chǔ)。在控制算...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 下肢康復機器人運動控制策略研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 康復機器人方案設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 康復機器人設(shè)計要求
        2.2.1 安全性要求
        2.2.2 訓練模式要求
    2.3 康復機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
        2.3.1 傳動裝置設(shè)計
        2.3.2 驅(qū)動方式的選擇與計算
        2.3.3 伺服設(shè)備選擇
        2.3.4 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.4 控制系統(tǒng)方案
        2.4.1 控制結(jié)構(gòu)
        2.4.2 控制方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 人機模型運動學分析及動力學分析
    3.1 引言
    3.2 人機模型的建立
        3.2.1 康復醫(yī)學理論
        3.2.2 人體下肢模型的建立
        3.2.3 人機一體化模型的建立
    3.3 運動學分析
        3.3.1 角度分析
        3.3.2 角速度分析
        3.3.3 角加速度分析
    3.4 動力學分析
        3.4.1 人機動力學模型
        3.4.2 拉格朗日動力學方程
    3.5 本章小結(jié)
第4章 仿真及優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 運動學仿真
    4.3 動力學仿真
        4.3.1 控制算法
        4.3.2 被動訓練模式
        4.3.3 助動訓練模式
        4.3.4 主動訓練模式
    4.4 運動優(yōu)化
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
主要參考文獻
致謝



本文編號：3865152