發(fā)布時間：2022-02-21 16:34

　　近年來,對重度失能人員的康復(fù)工作給患者家屬和社會帶來了嚴重的負擔(dān)。仿人康復(fù)機器人可模仿護工抓取人肢體進行康復(fù)工作,能勝任簡單往復(fù)和耗費時間的康復(fù)工作,且可以上下肢通用,具有廣闊的應(yīng)用前景。與工業(yè)機器人不同,操控柔順性和安全可靠性是康復(fù)機械手抓取人肢體必須要滿足的指標。由于不同人之間肢體參數(shù)差距較大,機械手對人肢體的操控應(yīng)盡量符合人體生理學(xué)特點和運動規(guī)律,對操控柔順性的研究可減少或消除機械手作用于人肢體的冗余力,使人盡量舒適。人肢體由肌肉、皮膚等軟組織和骨骼組成,與工業(yè)機器人抓取的金屬工件有本質(zhì)區(qū)別,為保障被操控人的安全,機械手抓取人肢體時,人肢體不可承受較大的應(yīng)力,且不能發(fā)生肢體掉落等情況,因此針對機械手抓取安全可靠性的研究具有重要意義。在操控柔順性方面,本文首先依據(jù)人肢體被機械手操控時受冗余力的情況,將操控狀態(tài)分為優(yōu)化操控狀態(tài)和強迫操控狀態(tài)。以操控人體上肢為例,分別針對靜態(tài)操控和動態(tài)操控進行研究,進行符合優(yōu)化操控狀態(tài)的最優(yōu)操控力的理論計算。在靜態(tài)操控柔順性研究中,首先依據(jù)人體生理學(xué)特征建立了人體運動學(xué)模型,通過D-H法給出不同坐標系中的坐標變換矩陣,依據(jù)靜力平衡條件計算出符合相應(yīng)肢體... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 康復(fù)設(shè)備研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機器人操控柔順性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 機器人操控安全性研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
第2章 人肢體靜態(tài)操控柔順性研究
    2.1 基于人體生理學(xué)特征的運動學(xué)模型
    2.2 靜態(tài)操控力計算
    2.3 靜態(tài)操控實驗
        2.3.1 實驗平臺搭建
        2.3.2 實驗過程及結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第3章 人肢體動態(tài)操控柔順性研究
    3.1 動態(tài)操控力計算
    3.2 動態(tài)操控仿真
    3.3 動態(tài)操控實驗
    3.4 考慮摩擦力的動態(tài)操控計算
    3.5 本章小結(jié)
第4章 康復(fù)機器人操控過程安全可靠性研究
    4.1 基于有限元的軟組織受力計算
        4.1.1 軟組織受力計算理論
        4.1.2 軟組織受力簡化計算模型
        4.1.3 簡化模型仿真驗證
    4.2 安全可靠條件分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 基于有限元仿真的人肢體受力安全性研究
    5.1 建立人體手臂有限元模型
    5.2 機械手在抓取肢體時的有限元仿真
        5.2.1 仿真配置
        5.2.2 應(yīng)力分析
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]下肢康復(fù)機器人及其交互控制方法[J]. 胡進,侯增廣,陳翼雄,張峰,王衛(wèi)群.  自動化學(xué)報. 2014(11)
[2]柯尼希定理在質(zhì)點系中的應(yīng)用[J]. 茹慧軍.  新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[3]基于抓取穩(wěn)定性的手指接觸力規(guī)劃算法[J]. 劉慶運,岑豫皖,謝能剛,蔣波,錢瑞明.  機械工程學(xué)報. 2010(07)
[4]病人搬移設(shè)備的機電一體化設(shè)計和應(yīng)用[J]. 王洪波,笠上文男.  機械工程學(xué)報. 2009(07)
[5]多指手機器人抓取系統(tǒng)的穩(wěn)定性[J]. 王凱明.  西安工程大學(xué)學(xué)報. 2008(05)
[6]皮膚的力學(xué)性能概述[J]. 盧天健,徐峰.  力學(xué)進展. 2008(04)
[7]機器人多指手抓取動態(tài)穩(wěn)定性分析[J]. 萬安華,王綿森,毛衛(wèi)華.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2005(03)
[8]多關(guān)節(jié)欠驅(qū)動機器人手爪包絡(luò)抓取穩(wěn)定性分析與仿真[J]. 駱敏舟,梅濤,盧朝洪,余永.  光學(xué)精密工程. 2004(05)

碩士論文
[1]機械手抓取力對人肢體的生物力學(xué)影響研究[D]. 甘海宏.山東大學(xué) 2019
[2]面向機器人精細操作的觸覺穩(wěn)定性分析及分類[D]. 白鵬.石家莊鐵道大學(xué) 2017



本文編號：3637644