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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著人們生活工作節(jié)奏越來(lái)越快,手臂成了日常生活中運(yùn)用最多也最容易受傷的肢體。傳統(tǒng)的人工物理療法中,治療師們勞動(dòng)強(qiáng)度大且要求具有高度熟練技巧??祻?fù)機(jī)器人旨在利用機(jī)器人原理,把智能控制與人體運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,且能夠承受高的工作強(qiáng)度。人們借助康復(fù)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化的重復(fù)運(yùn)動(dòng),可以促進(jìn)神經(jīng)功能重塑,最終達(dá)到恢復(fù)患者運(yùn)動(dòng)及控制能力的目的。基于這一應(yīng)用背景,本課題在結(jié)合骨科康復(fù)醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)上研制了一種能輔助人體手臂進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人。
2、 本文深入分析了上肢康復(fù)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,討論了康復(fù)醫(yī)學(xué)理論中關(guān)于上肢康復(fù)各階段訓(xùn)練的方法,總結(jié)出外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的要求。依據(jù)驅(qū)動(dòng)力矩最小原則設(shè)計(jì)了一種新型的手臂康復(fù)機(jī)器人。該機(jī)器人具有4個(gè)自由度,包括肩關(guān)節(jié)的外展/內(nèi)收、上擺/下擺、旋轉(zhuǎn)3自由度和肘關(guān)節(jié)的屈,伸1自由度。
文中首先利用D-H法對(duì)康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)了分析,得到康復(fù)機(jī)器人的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆向運(yùn)動(dòng)方程及運(yùn)動(dòng)空間,運(yùn)用Matlab對(duì)所推導(dǎo)的機(jī)器人
3、正向運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)果進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果驗(yàn)證了正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析正確性。其次,運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)康復(fù)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,獲得了機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度隨機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)的變化關(guān)系,并依此對(duì)結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)優(yōu)化,以減小機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)患肢的慣性沖擊。最后,分析了各關(guān)節(jié)自由度上驅(qū)動(dòng)力矩隨角度變化的關(guān)系,為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型提供了理論依據(jù)。
完成了康復(fù)機(jī)器人在連續(xù)被動(dòng)康復(fù)運(yùn)動(dòng)(ContinuousPassiveMovement:CPM)
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