柔索驅(qū)動并聯(lián)腰部康復機器人系統(tǒng)設計及試驗研究.pdf

1、康復機器人是當前國際機器人領域研究的熱點，涉及到諸多學科和眾多復雜的問題。醫(yī)學研究表明，面向任務的重復運動可以提高運動功能障礙患者的肌肉力量和協(xié)調(diào)性。腰部功能障礙患者越來越多，而康復師和智能化康復設備短缺，為了幫助患者恢復腰部運動能力，滿足腰部功能障礙患者的需求，設計一種新型柔索驅(qū)動并聯(lián)腰部康復機器人。
　　本文對腰部康復機器人系統(tǒng)進行了基礎性研究:機構(gòu)設計、力學分析、控制算法、試驗研究。針對人體腰部運動特性，所設計的腰部康復機器

2、人由柔索并聯(lián)平臺、下肢外骨骼和上肢固定機構(gòu)三部分組成，能實現(xiàn)患者腰椎三自由度轉(zhuǎn)動康復訓練;考慮人體下肢與運動平臺的運動耦合，力學分析過程額外引入兩組輔助坐標系建立了機器人的運動學模型，并運用拉格朗日法建立了機器人的動力學模型;采用雙層控制器結(jié)構(gòu)設計了腰部康復機器人的控制算法，底層控制器采用了PID算法對機器人進行位置閉環(huán)控制，保證了腰部康復訓練的精度，高層控制器根據(jù)柔索的拉力變化值采用了模糊算法調(diào)整底層控制器參數(shù)，保證了機器人安全運行;