三自由度上肢康復(fù)機器人訓(xùn)練系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，隨著我國人口老齡化趨勢加劇，腦卒中患者的數(shù)量不斷攀升。腦卒中是由急性腦血管疾病引起的持續(xù)性的大腦精神功能缺損。研究表明，神經(jīng)功能受損后，經(jīng)過科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練可使中樞神經(jīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上具有代償和重組能力。康復(fù)機器人結(jié)合了機器人技術(shù)和康復(fù)醫(yī)學(xué)，可代替醫(yī)生完成簡單、重復(fù)的康復(fù)訓(xùn)練動作。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合到康復(fù)機器人中，可提高患者在康復(fù)過程的積極性，積極主動地參與康復(fù)訓(xùn)練可以提高患者的治愈率。因此本課題開發(fā)的基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三自由度上

2、肢康復(fù)機器人具有非常重要的應(yīng)用前景和研究意義。
　　本文研究了運動康復(fù)理論基礎(chǔ)，針對康復(fù)治療的階段不同，提出了主動式和被動式兩種康復(fù)運動模式。規(guī)劃了康復(fù)機器人在被動模式下的運動路徑，設(shè)計了直線和圓弧軌跡。利用ADAMS建立上肢康復(fù)機器人的虛擬樣機，對其進行逆運動學(xué)求解，通過分析仿真得到的角度曲線，證明規(guī)劃的運動軌跡能夠滿足被動模式的康復(fù)訓(xùn)練需求。設(shè)計了康復(fù)機器人的控制系統(tǒng)，采用“PC+運動控制卡”開放式控制結(jié)構(gòu)。對位置伺服控制系統(tǒng)

3、進行了PID控制器設(shè)計，基于ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真，驗證控制器設(shè)計的正確性。完成了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和電氣設(shè)計，設(shè)計了被動運動模式中規(guī)劃軌跡的控制程序，最終實現(xiàn)康復(fù)機器人末端按規(guī)劃的路徑運動。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與康復(fù)機器人結(jié)合，針對被動和主動模式的不同，在VC++6.0平臺上設(shè)計了多款康復(fù)訓(xùn)練環(huán)境。被動式康復(fù)環(huán)境主要是對關(guān)節(jié)活動度進行康復(fù)訓(xùn)練;主動式康復(fù)環(huán)境主要是鍛煉患肢的運動準確性、穩(wěn)定性，該環(huán)境是結(jié)合實際生活場景開發(fā)的，有助于