踝關(guān)節(jié)康復機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)代社會人們生活節(jié)奏越來越快，踝關(guān)節(jié)的損傷會嚴重降低人的活動能力，對人們的正常工作和生活造成很大的影響。踝關(guān)節(jié)康復機器人作為一種新型醫(yī)療器械，用于替代或協(xié)助康復醫(yī)師，幫助踝關(guān)節(jié)損傷患者完成關(guān)節(jié)柔韌性與肌力的恢復訓練。
　　本文對一種新型踝關(guān)節(jié)康復機器人的控制系統(tǒng)進行了研究，在分析了國內(nèi)外一些具有代表性的踝關(guān)節(jié)康復器的特點與不足之處基礎(chǔ)上，結(jié)合踝關(guān)節(jié)損傷與康復機理，提出一種更加符合實際需求的控制系統(tǒng)方案，并分析了智能手機與踝關(guān)節(jié)康復

2、機器人運動控制相結(jié)合的可行性。
　　利用電動推桿替換原有驅(qū)動單元，解決了原型機內(nèi)收-外斂機構(gòu)間隙較大的問題。針對改進后的機器人，建立了其動力學模型。并完成內(nèi)收-外斂機構(gòu)模型辨識和機器人LuGre摩擦模型的建立。
　　結(jié)合dSPACE半物理仿真系統(tǒng)，完成基于CAN總線，RS232總線和藍牙通信的踝關(guān)節(jié)康復機器人控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計工作。利用ARM微處理器，Android智能手機，藍牙模塊及其他電子元件，完成了機器人硬件電路系統(tǒng)

3、的設(shè)計。
　　在相同擾動作用下，仿真分析了前饋-反饋控制器與復合型二自由度IMC控制器的控制特性，并選定復合型二自由度IMC控制器。對機器人運動軌跡進行了規(guī)劃，完成下位機控制程序、Android應用程序和上位機整體控制程序的設(shè)計。
　　搭建基于dSPACE、uC/OS III嵌入式操作系統(tǒng)、IAR、App Inventor與Simulink/Stateflow的實驗環(huán)境，完成LuGre模型參數(shù)辨識并對改進機構(gòu)進行驗證。通過人