手臂康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)控制研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)發(fā)展推廣，康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人研究應(yīng)用也逐漸成為社會(huì)的焦點(diǎn)。西方發(fā)達(dá)國家的研究人員利用機(jī)器人技術(shù)在輔助患者上肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練方面已經(jīng)取得了很大的成就，相比之下國內(nèi)的上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)的研究應(yīng)用起步較晚，成果比較少。本文通過對(duì)國內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)在幫助患者實(shí)現(xiàn)上肢康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)用的總結(jié)、研究，運(yùn)用基于力阻抗控制策略實(shí)現(xiàn)了手臂康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的柔順運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)采用兩級(jí)控制方案設(shè)計(jì)了手臂康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)。課題的研究具有實(shí)際應(yīng)用意義。

2、本文針對(duì)偏癱患者的單手臂殘疾特點(diǎn)設(shè)計(jì)了機(jī)器人主從控制結(jié)構(gòu)方案，通過實(shí)現(xiàn)主手對(duì)從手的位置、速度控制，使患者能夠自主對(duì)患肢進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。同時(shí)通過系統(tǒng)控制方式的總結(jié)分析，手臂康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)中采用了兩級(jí)控制方案。第一級(jí)CPU(上位機(jī))采用PC機(jī)，利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)控制模式及參數(shù)的選擇，同時(shí)把機(jī)器人的末端軌跡在PC機(jī)上顯示出來。第二級(jí)CPU采用了具有高速數(shù)據(jù)處理能力的DSP芯片TMS320LF

3、2407A微處理器，通過對(duì)軟、硬件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃以及主從控制、示教控制、力量訓(xùn)練、軌跡跟蹤四種訓(xùn)練模式的控制。 手臂康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)用基于力阻抗控制策略實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的柔順運(yùn)動(dòng)控制。利用MATLAB/Simulink仿真工具建立了機(jī)器人系統(tǒng)伸縮關(guān)節(jié)的仿真模型，仿真了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)給定軌跡和力信號(hào)的跟蹤能力。利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)對(duì)手臂康復(fù)機(jī)器人柔順特性進(jìn)行了半物理仿真實(shí)驗(yàn)研究，分析了各個(gè)阻抗參數(shù)對(duì)機(jī)器人