上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練控制策略研究.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人技術(shù)是近幾年來(lái)醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，康復(fù)機(jī)器人的主要功能是輔助康復(fù)治療師對(duì)病人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)訓(xùn)練。康復(fù)機(jī)器人是一種人機(jī)交互機(jī)器人，它的運(yùn)動(dòng)模式必須符合病人肢體恢復(fù)時(shí)期的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，滿足病人不同恢復(fù)時(shí)期的訓(xùn)練要求。本文根據(jù)病人不同恢復(fù)時(shí)期機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模式不同，進(jìn)行上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練控制策略研究。
　　分析了上肢康復(fù)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，了解了康復(fù)醫(yī)學(xué)中康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法，總結(jié)了康復(fù)機(jī)器人的不同康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模式，為機(jī)器人訓(xùn)練

2、控制策略設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　通過(guò)D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法對(duì)四自由度機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，使用遞推公式推導(dǎo)出機(jī)器人關(guān)節(jié)位置和末端點(diǎn)位置之間的關(guān)系，使用幾何法聯(lián)立解析法求出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，為控制算法仿真實(shí)驗(yàn)中軌跡規(guī)劃過(guò)程做準(zhǔn)備。
　　病人進(jìn)行輔助康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，上肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)不準(zhǔn)確和訓(xùn)練過(guò)程發(fā)生上肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化，都將導(dǎo)致康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)輔助力計(jì)算不準(zhǔn)確，影響精確和穩(wěn)定的控制訓(xùn)練。本文基于阻抗控制算法，使用多元線性回歸方法對(duì)

3、上肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，提出了一種實(shí)時(shí)上肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)的阻抗控制算法，進(jìn)行了基于動(dòng)力學(xué)的控制算法仿真，仿真結(jié)果表明該算法能夠準(zhǔn)確地對(duì)上肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，有效地消除了輔助力計(jì)算誤差，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練過(guò)程中訓(xùn)練軌跡精確控制。
　　為了設(shè)定更加適合病人被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的軌跡，將機(jī)器人軌跡示教再現(xiàn)方法應(yīng)用到被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練中，提出了一種軌跡示教再現(xiàn)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制方法，使用機(jī)器人樣機(jī)進(jìn)行了該控制算法的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)器人系統(tǒng)可以記錄下示教過(guò)程的軌