上肢康復機器人訓練控制策略研究.pdf

1、康復機器人技術是近幾年來醫(yī)療機器人領域的研究熱點，康復機器人的主要功能是輔助康復治療師對病人進行運動功能恢復訓練?？祻蜋C器人是一種人機交互機器人，它的運動模式必須符合病人肢體恢復時期的運動特點，滿足病人不同恢復時期的訓練要求。本文根據(jù)病人不同恢復時期機器人運動模式不同，進行上肢康復機器人訓練控制策略研究。
　　分析了上肢康復機器人國內外發(fā)展現(xiàn)狀，了解了康復醫(yī)學中康復運動訓練方法，總結了康復機器人的不同康復運動訓練模式，為機器人訓練

2、控制策略設計奠定了理論基礎。
　　通過D-H運動學建模方法對四自由度機器人進行運動學建模，使用遞推公式推導出機器人關節(jié)位置和末端點位置之間的關系，使用幾何法聯(lián)立解析法求出機器人的運動學逆解，為控制算法仿真實驗中軌跡規(guī)劃過程做準備。
　　病人進行輔助康復訓練時，上肢動力學參數(shù)估計不準確和訓練過程發(fā)生上肢動力學參數(shù)變化，都將導致康復機器人系統(tǒng)輔助力計算不準確，影響精確和穩(wěn)定的控制訓練。本文基于阻抗控制算法，使用多元線性回歸方法對

3、上肢動力學參數(shù)進行辨識，提出了一種實時上肢動力學參數(shù)辨識的阻抗控制算法，進行了基于動力學的控制算法仿真，仿真結果表明該算法能夠準確地對上肢動力學參數(shù)進行辨識，有效地消除了輔助力計算誤差，實現(xiàn)訓練過程中訓練軌跡精確控制。
　　為了設定更加適合病人被動康復訓練的軌跡，將機器人軌跡示教再現(xiàn)方法應用到被動康復訓練中，提出了一種軌跡示教再現(xiàn)的被動運動控制方法，使用機器人樣機進行了該控制算法的實驗，實驗結果表明機器人系統(tǒng)可以記錄下示教過程的軌