下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人設(shè)計與研究.pdf

1、康復(fù)機器人技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是康復(fù)醫(yī)學(xué)和機器人技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得了很多研究成果，一些相關(guān)產(chǎn)品已投入使用。國外對康復(fù)機器人的研究起步比較早，而我國在康復(fù)機器人領(lǐng)域的研究才剛剛起步，因此康復(fù)機器人的研究具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。本論文在吉林省發(fā)改委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目“下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人設(shè)計與研究”的支持下，對下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人進(jìn)行了設(shè)計與研究。
　　首先，對國內(nèi)外下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的相關(guān)研

2、究及人體下肢運動障礙病因進(jìn)行分析總結(jié)，并結(jié)合下肢康復(fù)運動理論和治療方法對下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人訓(xùn)練模式進(jìn)行設(shè)定，同時總結(jié)下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的安全設(shè)計要求與機械結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及控制系統(tǒng)設(shè)計要求。
　　基于踏車式結(jié)構(gòu)對下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人進(jìn)行設(shè)計。通過分析人體下肢運動基礎(chǔ)及模型參數(shù)，建立人機模型，在此基礎(chǔ)上合理設(shè)計了滿足適應(yīng)不同身材患者進(jìn)行訓(xùn)練需求的下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人機械結(jié)構(gòu);根據(jù)控制系統(tǒng)要求對控制系統(tǒng)硬件進(jìn)行選擇與設(shè)計;分別對主、被動訓(xùn)練控

3、制系統(tǒng)進(jìn)行建模與系統(tǒng)性能分析，結(jié)合運動控制系統(tǒng)中非線性、時變性和工作環(huán)境干擾大等特點對其控制方法進(jìn)行了研究;結(jié)合機器人運動控制系統(tǒng)自身特點，對模糊算法、模糊PID算法及強跟蹤濾波進(jìn)行了研究，保證了運動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。
　　最后，進(jìn)行仿真實驗及試驗驗證。為了驗證基于模糊PID/模糊算法結(jié)合強跟蹤濾波環(huán)節(jié)設(shè)計的系統(tǒng)是否能滿足系統(tǒng)控制要求，基于matlab軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真;同時，基于LabVIEW軟件設(shè)計下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人訓(xùn)