三自由度被動式上肢康復機器人的設計與開發(fā).pdf

1、隨著社會的發(fā)展，機器人技術已經(jīng)深入到我們生活的許多領域。近年來將機器人技術應用到康復輔助治療成為國內外研究的一大熱點，并取得了一定的成就，但是康復機器人的研究仍處于起步階段，目前對于智能化、人機工程化的康復機器人有著巨大的市場需求，因此本課題的研究有著非常重要的應用前景。
　　本文首先研究了國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，對其進行了仔細的分析與總結，確定了課題要設計的康復機器人方案，然后按照如下工作依次展開研究。
　　在研究過程中，通過對

2、腦卒中導致偏癱原因的了解以及對偏癱康復理論的學習，掌握了它的一些特點，包括肢體的表現(xiàn)、異常運動模式和功能恢復形式等。仔細分析了人體上肢的結構和運動學，在此基礎上，將其定位為能夠輔助完成人體上肢肘關節(jié)和肩關節(jié)訓練的三自由度被動末端牽引式康復機器人。按照這一方案，完成了機械結構系統(tǒng)的設計，并研制了樣機。
　　本文還對系統(tǒng)進行了運動學分析，建立了機器人末端位姿的運動學模型，通過Matlab驗證了其結果的正確性。此外，通過設定機器人末端運

3、動軌跡，基于Matlab平臺對其進行了運動學仿真，得到了機器人在整個運動過程中相關關節(jié)運動參數(shù)的變化曲線和末端位移變化曲線。為了進一步研究它的動力學性能，使結構設計更加精確，提供更為和諧的人機交互環(huán)境，對其進行了動力學分析，得到各關節(jié)廣義力與速度、加速度的關系。
　　以上所完成的工作對于機器人以后的結構優(yōu)化及運動規(guī)劃有著重要的指導意義，同時為進一步研究上肢康復機器人的控制提供了技術依據(jù)，也為下一步研發(fā)能夠實現(xiàn)主、被動運動功能切換的