面向康復(fù)的六自由度并聯(lián)機(jī)器人控制策略研究.pdf

1、分類號(hào)——UDC密級(jí)學(xué)校代碼武潷理歹大署學(xué)位論文10497題目畫(huà)自鏖復(fù)的盍自由度差聯(lián)扭器厶控制篡墮研究英文ResearchonControlStrategyofthe6一DOFParallelRobot題目叢墾曼h坐叢煎Q墜地理Q曼星研究生姓名孟焦指導(dǎo)教師姓名——赳—基一職稱—立蛙L一學(xué)位—』到L姓名副指導(dǎo)教師單位名稱職稱430070郵編申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別王堂亟學(xué)科專業(yè)名稱通信皇焦息系纏論文提交日期論文答辯日期學(xué)位授予單位武這堡王太堂學(xué)位授予

2、日期答辯委員會(huì)主席2013年3月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要康復(fù)機(jī)器人作為目前熱門(mén)的研究領(lǐng)域，涉及生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械學(xué)、控制學(xué)以及機(jī)器人學(xué)等多個(gè)學(xué)科。利用康復(fù)機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)對(duì)患者訓(xùn)練過(guò)程進(jìn)行精確控制與監(jiān)測(cè)評(píng)估，能夠有效提高康復(fù)訓(xùn)練的針對(duì)性及科學(xué)性。六自由度并聯(lián)機(jī)器人由于其結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種運(yùn)動(dòng)模擬駕駛、射電望遠(yuǎn)鏡、以及康復(fù)醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)動(dòng)載體等方面。將并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用于下肢醫(yī)療與康復(fù)領(lǐng)域，既可排除康復(fù)訓(xùn)練過(guò)

3、程中人為的誤操作，又可以有效地幫助患者進(jìn)行精確訓(xùn)練并輔助恢復(fù)下肢運(yùn)動(dòng)機(jī)能。六自由度并聯(lián)機(jī)器人的位姿是多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器互相協(xié)同工作的結(jié)果，本文建立了實(shí)際環(huán)境下的六自由度并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了并聯(lián)機(jī)器人的高精度位姿控制以及力控制策略，實(shí)現(xiàn)患者下肢的被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練及主動(dòng)柔順訓(xùn)練模式，并根據(jù)康復(fù)效果改進(jìn)和優(yōu)化機(jī)器人控制策略。本文的主要研究工作如下：(1)依據(jù)六自由度并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型；基于MATLAB仿真環(huán)境和相關(guān)算

4、法，研究其工作空間與關(guān)節(jié)空間的位置、速度、驅(qū)動(dòng)力的動(dòng)態(tài)關(guān)系；并以此為基礎(chǔ)建立實(shí)際環(huán)境下的并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。(2)結(jié)合開(kāi)發(fā)的六自由度并聯(lián)機(jī)器人仿真模型，研究其位姿閉環(huán)控制策略；完成經(jīng)典控制策略(PID、模糊PID控制算法)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；并通過(guò)上位機(jī)軟件和基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人平臺(tái)的實(shí)時(shí)位置閉環(huán)控制。(3)研究六自由度并聯(lián)機(jī)器人的滑模控制算法，基于機(jī)器人模型建立適用的滑模控制系統(tǒng)；運(yùn)用模糊控制思想，提出模糊滑模控制器以改善