踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人概念化設(shè)計及其控制策略研究.pdf

1、人類的踝關(guān)節(jié)所處的力學(xué)環(huán)境極大地增加了它受到損傷的幾率，使得它在人體運(yùn)動損傷中相當(dāng)常見。另外，手術(shù)后恢復(fù)、中風(fēng)、脊髓損傷、腦顱損傷等神經(jīng)系統(tǒng)受損也都可能造成踝關(guān)節(jié)運(yùn)動障礙?；颊呷藬?shù)相當(dāng)多，因此，亟待引入康復(fù)治療。目前，康復(fù)治療依賴?yán)懑煄?，不僅理療師工作強(qiáng)度大，治療方式的量化和精確性也沒有保障。所以，對踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的需求相當(dāng)迫切。
　　本文從解剖學(xué)、神經(jīng)康復(fù)學(xué)角度論證了康復(fù)訓(xùn)練的必要性和有效性，并提出一種基于Stewart平臺的

2、踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)踝關(guān)節(jié)三個旋轉(zhuǎn)方向的康復(fù)訓(xùn)練。分析了Stewart平臺的運(yùn)動學(xué)運(yùn)動學(xué)反解，用逆Broyden秩1法做了運(yùn)動學(xué)正解獲得了平臺的實時位姿。此外，對單剛體動力學(xué)模型也進(jìn)行了分析。隨后，以工作空間內(nèi)雅可比矩陣條件數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)用遺傳算法對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。確定結(jié)構(gòu)參數(shù)后，建立了Adams模型，并通過和Simulink聯(lián)合仿真完成了機(jī)器人的鉸點空間控制。鉸點空間控制達(dá)到了較好的特性，頻寬達(dá)到4Hz左右。將鉸點