一種多位姿肢體協(xié)調(diào)康復機器人的設計與分析.pdf

1、針對我國當前醫(yī)療發(fā)展不平衡、不充分而急需康復治療的肢體失能患者眾多;傳統(tǒng)的人工康復治療效率低、精確性差;現(xiàn)有康復機器人訓練位姿單一、難以進行精準的軌跡規(guī)劃等問題，以康復醫(yī)學理論、人體生物學特性、機器人技術為基礎，根據(jù)患者在不同康復時期對不同位姿、不同幅度、不同軌跡的訓練需求，研制了一種多位姿肢體協(xié)調(diào)康復機器人，主要工作內(nèi)容如下:
　　首先，以人體生物學特性為依據(jù)，探討了人體不同位姿下的活動空間，為康復機構的設計提供理論支持。利用U

2、G建立了混合驅(qū)動上肢訓練機構、多自由度下肢訓練機構、位姿調(diào)整機構的三維模型。在LabVIEW環(huán)境下對康復機器人控制系統(tǒng)架構、人機交互界面進行了設計。
　　其次，對人機系統(tǒng)進行了模型簡化，建立了相應的數(shù)學模型，并對數(shù)學模型進行了運動學正、逆分析。依據(jù)中國成年人人體參數(shù)標準對康復機器入主要構件進行了尺寸綜合分析，并根據(jù)尺寸分析結果對康復機器人的工作空間進行了探討從而為后面的物理樣機實驗提供對照依據(jù)。分析了不同訓練模式的康復特性、適用情

3、況，并闡述了其實現(xiàn)原理為患者的使用提供了參考。
　　然后，對肢體協(xié)調(diào)運動、人體步態(tài)規(guī)律進行了探究分析，并在不同訓練形式下對訓練軌跡進行了規(guī)劃，通過MatLab對規(guī)劃的軌跡進行了仿真，通過對仿真結果進行了分析驗證了康復機器人規(guī)劃軌跡的合理性和可行性。
　　最后，作了康復機器人物理樣機并進行了相關實驗分析。其中主要包括上肢不同運動軌跡實驗、下肢多位姿實驗以及上下肢協(xié)調(diào)實驗。通過對多種傳感器采集到的運動軌跡、關節(jié)角度、肌電信號、足