基于外骨骼的上肢康復機器人設計與研究.pdf

1、隨著人們生活工作節(jié)奏越來越快，手臂成了日常生活中運用最多也最容易受傷的肢體。傳統(tǒng)的人工物理療法中，治療師們勞動強度大且要求具有高度熟練技巧?？祻蜋C器人旨在利用機器人原理，把智能控制與人體運動相結(jié)合，且能夠承受高的工作強度。人們借助康復機器人的標準化的重復運動，可以促進神經(jīng)功能重塑，最終達到恢復患者運動及控制能力的目的?；谶@一應用背景，本課題在結(jié)合骨科康復醫(yī)學的基礎上研制了一種能輔助人體手臂進行康復訓練的外骨骼式上肢康復機器人。

2、　　本文深入分析了上肢康復機器人國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，討論了康復醫(yī)學理論中關于上肢康復各階段訓練的方法，總結(jié)出外骨骼式上肢康復機器人開發(fā)設計的要求。依據(jù)驅(qū)動力矩最小原則設計了一種新型的手臂康復機器人。該機器人具有4個自由度，包括肩關節(jié)的外展/內(nèi)收、上擺/下擺、旋轉(zhuǎn)3自由度和肘關節(jié)的屈，伸1自由度。
　　文中首先利用D-H法對康復機器人進行運動學了分析，得到康復機器人的正向運動學與逆向運動方程及運動空間，運用Matlab對所推導的機器人

3、正向運動學結(jié)果進行了仿真分析，仿真結(jié)果驗證了正向運動學分析正確性。其次，運用ADAMS軟件對康復機器人的動力學進行了分析，獲得了機器人在運動過程中的最大加速度隨機構桿長的變化關系，并依此對結(jié)構做出相應優(yōu)化，以減小機器人在運動過程中對患肢的慣性沖擊。最后，分析了各關節(jié)自由度上驅(qū)動力矩隨角度變化的關系，為驅(qū)動電機的選型提供了理論依據(jù)。
　　完成了康復機器人在連續(xù)被動康復運動(ContinuousPassiveMovement:CPM)