腦卒中偏癱上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的基礎(chǔ)理論研究.pdf

1、隨著現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注自身的健康，特別是目前腦卒中后導(dǎo)致的上肢偏癱問題，已成為危害人類健康的首要病因，上肢偏癱不僅對(duì)患者的生活質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響．同時(shí)還給患者家庭和社會(huì)帶來了沉重負(fù)擔(dān)，因此，對(duì)腦卒中后偏癱患者的治療和康復(fù)就顯得尤為重要和急迫，而將康復(fù)醫(yī)學(xué)與機(jī)器人技術(shù)融合是現(xiàn)在康復(fù)醫(yī)學(xué)的新應(yīng)用。本文在國內(nèi)外上肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合臨床康復(fù)機(jī)理和人體上肢生理學(xué)設(shè)計(jì)了一款符合臨床應(yīng)用的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人，

2、并對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模和仿真分析，并在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了機(jī)器人的軌跡跟蹤控制研究。
　　本文首先對(duì)腦卒中后的上肢偏癱康復(fù)機(jī)理和人體上肢生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，設(shè)計(jì)了符合臨床應(yīng)用的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人，并對(duì)其進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)方案和傳動(dòng)方案分析。在此基礎(chǔ)上采用D-H矩陣建模的方法，建立了上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，進(jìn)行了正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解分析，并驗(yàn)證了理論分析的正確性。同時(shí)采用矢量積分法對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人的雅克比矩陣進(jìn)行求解分析，

3、得到各關(guān)節(jié)空間向機(jī)器人末端操作空間速度傳遞的關(guān)系，為上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制及優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。
　　論文進(jìn)一步展開了對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的研究，通過采用拉格朗日法建立了上肢康復(fù)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程，并通過Adams對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，為上肢康復(fù)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制提供了必要的動(dòng)力學(xué)模型和基于虛擬樣機(jī)的被控對(duì)象。
　　最后，為了保證康復(fù)訓(xùn)練時(shí)上肢康復(fù)機(jī)器人具有理想的位置控制精度，避免對(duì)患者造成二次傷害。因此，在分