氣動(dòng)并聯(lián)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的研究.pdf

1、踝關(guān)節(jié)是是人體負(fù)重最大的關(guān)節(jié)，也是人體下肢運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵關(guān)節(jié)，在人類的日常生活中起著關(guān)鍵作用。目前，由于人口老齡化的加重，交通工具的快速發(fā)展以及人們生活節(jié)奏的加快，踝關(guān)節(jié)的損傷在日常生活中較為常見?？祻?fù)機(jī)器人能夠幫助肢體活動(dòng)障礙的患者完成多種功能性訓(xùn)練，是一種新型機(jī)器人。利用康復(fù)機(jī)器人對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，可以將康復(fù)醫(yī)師從繁重的康復(fù)工作中解放出來，并且利于康復(fù)效果的評(píng)估和康復(fù)方案的修正，具有一定的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。
　　本文首

2、先依據(jù)解剖學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等方面的知識(shí)，對(duì)踝關(guān)節(jié)的生理結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式和損傷類型進(jìn)行了分析。針對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷的類型和原因，闡述了踝關(guān)節(jié)的康復(fù)治療方法。對(duì)踝足的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行簡(jiǎn)化，并針對(duì)踝關(guān)節(jié)不同康復(fù)階段的要求，闡述了三種不同的控制策略。提出了對(duì)康復(fù)機(jī)器人的要求，確定了踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的目標(biāo)。
　　其次，對(duì)氣動(dòng)六自由度并聯(lián)踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了分析，主要包括對(duì)康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)以及人機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的分析。并在此基礎(chǔ)上，借助Mat

3、lab強(qiáng)大的建模與仿真功能，在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了氣動(dòng)控制系統(tǒng)模型、基于SimMechanics的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型和氣動(dòng)-機(jī)械整體機(jī)器人控制系統(tǒng)模型，并對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的頻率特性、時(shí)域特性以及康復(fù)機(jī)器人的工作空間進(jìn)行了分析。
　　然后，針對(duì)踝關(guān)節(jié)三個(gè)不同的康復(fù)階段，詳細(xì)分析了軌跡跟蹤控制、阻抗控制和踝關(guān)節(jié)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制三種不同的控制策略。建立了基于Matlab/Simulink的控制系統(tǒng)仿真模型，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，