發(fā)布時間：2024-06-03 03:39

　　近年面向醫(yī)療康復訓練的外骨骼需求不斷增加,而針對上肢康復訓練的外骨骼研究發(fā)展迅速。但傳統(tǒng)的上肢康復外骨骼仍以剛性外骨骼為主,基于位置控制方法對患者進行持續(xù)被動運動(Continuous Passive Motion,CPM)康復訓練。而采用力矩/位置混合控制的康復外骨骼研究較少。本文主要設計了基于串聯(lián)彈性驅動器(Serial Elastic Actuator,SEA)的柔性關節(jié),并開發(fā)了面向肘關節(jié)與肩關節(jié)的康復訓練外骨骼樣機。首先,根據人體自由度及運動仿真分析,開展外骨骼元件選型和SEA關鍵彈性體的設計;其次,開展柔性外骨骼結構設計,與控制算法設計;最后,進行了康復治療模式運動規(guī)劃與實驗,并驗證了外骨骼控制有效性。本文的主要研究內容有:1)設計了采用SEA的肘關節(jié)及肩關節(jié)的上肢康復外骨骼機構。通過人體上肢生理參數(shù)及運動仿真確定了元件選型,并根據運動仿真數(shù)據進行了SEA關鍵元件串聯(lián)彈性體的設計。基于SEA原理進行了外骨骼機構設計并通過有限元方法進行了零件校核,開發(fā)了外骨骼實物樣機平臺。2)設計了柔性康復外骨骼機器人的力矩/位置混合控制算法并對康復治療模式進行運動規(guī)劃。針對力矩/位置混合控...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機器人??

康復外骨骼，再到最新的結合人體自由度分骼研究，目前已有數(shù)種實驗室研發(fā)的上肢康骨骼。??復外骨骼主要為末端執(zhí)行器式上肢康復機構，姐合聯(lián)合開發(fā)的上肢康復機器人ＧＥＮＴＬＥ／Ｓ端牽引式上肢康復機器人系統(tǒng)［９１，美國麻�。�Ｄ０Ｆ（自由度）臂平面康復機器人系統(tǒng)ＭＩＴ－Ｍ的重力補償作用。?后....

圖２．２ＣＡＤＥＮ－７機器人??

者上肢的運動，以提供不同的訓練模式；可以采集位置、速度、力等信息以供分??析；可以將運動狀態(tài)信息顯示到電腦屏幕上為患者提供視覺反饋［＿１］［１２］。??圖２．１?ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機器人??末端執(zhí)行器式康復機構具有較高的定位精度以及較大的速度及力矩，具有較??好的多關節(jié)訓練效果，....

圖２．３ＣＡＤＥＮ－７機器人的多種關節(jié)布置??

一為??圖２．４?—種氣動康復外骨骼機器人的氣動元件排布??４??

圖２．４?—種氣動康復外骨骼機器人的氣動元件排布??

?？？＞?⑷??圖２．３ＣＡＤＥＮ－７機器人的多種關節(jié)布置??１．２．１．２氣動驅動上肢康復外骨骼研究現(xiàn)狀??氣動驅動上肢康復外骨骼中較為知名的有美國亞利桑那大學研發(fā)了基于人??工氣動肌肉驅動的５—ＤＯＦ上肢康復機器人ＲＵＰＥＲＴ?（ｒｏｂｏｔｉｃ?ｕｐｐｅｒ?ｅｘｔｒｅｍｉｔｙ....

本文編號：3988118