柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)腰部康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人是當(dāng)前國(guó)際機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，涉及到諸多學(xué)科和眾多復(fù)雜的問(wèn)題。醫(yī)學(xué)研究表明，面向任務(wù)的重復(fù)運(yùn)動(dòng)可以提高運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的肌肉力量和協(xié)調(diào)性。腰部功能障礙患者越來(lái)越多，而康復(fù)師和智能化康復(fù)設(shè)備短缺，為了幫助患者恢復(fù)腰部運(yùn)動(dòng)能力，滿足腰部功能障礙患者的需求，設(shè)計(jì)一種新型柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)腰部康復(fù)機(jī)器人。
　　本文對(duì)腰部康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究:機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)分析、控制算法、試驗(yàn)研究。針對(duì)人體腰部運(yùn)動(dòng)特性，所設(shè)計(jì)的腰部康復(fù)機(jī)器

2、人由柔索并聯(lián)平臺(tái)、下肢外骨骼和上肢固定機(jī)構(gòu)三部分組成，能實(shí)現(xiàn)患者腰椎三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練;考慮人體下肢與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)耦合，力學(xué)分析過(guò)程額外引入兩組輔助坐標(biāo)系建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并運(yùn)用拉格朗日法建立了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型;采用雙層控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了腰部康復(fù)機(jī)器人的控制算法，底層控制器采用了PID算法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行位置閉環(huán)控制，保證了腰部康復(fù)訓(xùn)練的精度，高層控制器根據(jù)柔索的拉力變化值采用了模糊算法調(diào)整底層控制器參數(shù)，保證了機(jī)器人安全運(yùn)行;