收藏本站
《东华大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

上肢康复机器人设计与运动规划

李妍姝  
【摘要】:中风和脑外伤而导致的肢体瘫痪患者大多生活无法自理,不仅造成患者生理和心理上的巨大压力,而且给患者家庭和社会带来沉重负担。同时我国和许多国家一样,正步入老龄化社会,据统计,我国60岁以上的老年人口占全国人口的10%以上。康复机器人是在这种需求形式下应运而生的一个研究领域。本论文旨在研制一种上肢康复机器人,并对其进行运动规划。 本文在分析5-DOF外骨骼式上肢康复机器人特点的基础上,对康复机器人进行了正运动学、逆运动学分析与康复运动规划研究。选用几何法逆运动学分析,在逆解存在多组解的情况下,以“关节运动程度均衡”作为评价标准选取适合康复运动解。文中提出了3种康复运动模式,针对不同康复运动模式结合干涉检查进行康复运动规划,实现康复运动功能。文中还对上肢康复机器人原型系统进行了运动控制仿真,为此后的物理原型控制做了充分准备。论文主要做了以下研究工作: 1、上肢康复机器人方案与结构设计 查阅相关资料,分析现有康复机械臂与机械手的缺点和不足,提出了机械臂与机械手合为一体的上肢康复机器人方案,并根据手指的生理特征及主要康复功能来简化机械手设计:一是通过少自由度机构实现,二是通过充气式手套方式实现。采用上述方案研究制定上肢康复机器人,并进行了改进完善设计 2、上肢康复机器人分析 本文利用连杆坐标系D-H法,建立上肢康复机器人的连杆坐标系简图,建立了该机器人的运动学模型,对机器人进行了运动学正解、逆解问题的研究,并提出以“关节运动程度均衡”作为评价标准选取适合康复运动解;利用图解法对机器人工作空间的正问题进行了分析;采用包容体法建立了上肢康复机器人与人体的简化模型,并对其进行了干涉分析;最后进行了气动平稳性的研究。 3、上肢康复机器人康复运动规划 文中提出了3种运动模式,分别为患者自主选择模式,被动趣味/功能运动模式以及促进生物反馈康复运动模式。在遵循康复机器人特点的基础上,分别针对3种运动模式进行运动规划,旨在保证患者安全的前提下完成既定康复训练任务。 4、上肢康复机器人运动的实现 在1-3研究内容的基础上,借助Lab VIEW软件对康复机器人虚拟原型(SolidWorks三维建模)的运动进行驱动控制仿真,以更有效的方式实现对物理原型的控制。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杜志江,孙传杰,陈艳宁;康复机器人研究现状[J];中国康复医学杂志;2003年05期
2 吕广明,孙立宁,彭龙刚;康复机器人技术发展现状及关键技术分析[J];哈尔滨工业大学学报;2004年09期
3 张付祥,付宜利,王树国;康复机器人研究进展[J];河北工业科技;2005年02期
4 ;动态信息[J];机器人技术与应用;2007年01期
5 ;世界上最成功的康复机器人—Handy1[J];机器人技术与应用;2000年05期
6 ;信息直通车[J];国内外机电一体化技术;2002年04期
7 郑若隐;李继婷;王爽;王举;;一种外骨骼式人手康复机器人的设计[J];中国康复医学杂志;2011年08期
8 谢欲晓;白伟;张羽;;下肢康复训练机器人的研究现状与趋势[J];中国医疗器械信息;2010年02期
9 薛渊;吕广明;;下肢康复助行机构本体设计及运动学分析[J];机械设计与制造;2006年05期
10 吕广明;孙立宁;唐余勇;;五自由度上肢康复机器人的运动学逆解[J];黑龙江大学自然科学学报;2007年01期
11 张立勋;张今瑜;王志超;;基于Matlab的下肢康复机器人虚拟现实仿真研究[J];机电工程;2008年03期
12 印松;;并联式踝关节康复机器人设计[J];上海电机学院学报;2010年04期
13 王耀兵,季林红,王广志,黄靖远;脑神经康复机器人研究的进展与前景[J];中国康复医学杂志;2003年04期
14 张立勋;李长胜;刘富强;;多模式下肢康复训练机器人的设计与实验分析[J];中国康复医学杂志;2011年05期
15 程明,任宇鹏,高小榕,王广志,季林红,高上凯;脑电信号控制康复机器人的关键技术[J];机器人技术与应用;2003年04期
16 张立勋,颜庆,杨勇,王岚;下肢康复训练机器人AVR单片机控制系统[J];机械与电子;2004年10期
17 吕广明;孙立宁;张博;;五自由度上肢康复机械手臂的运动学分析[J];哈尔滨工业大学学报;2006年05期
18 王东岩;李庆玲;杜志江;孙立宁;;5 DOF穿戴式上肢康复机器人控制方法研究[J];哈尔滨工业大学学报;2007年09期
19 李庆玲;孙立宁;杜志江;;上肢康复机器人发展现状的分析与研究[J];机械设计;2008年09期
20 朱玉冉;甄然;刘红伟;;基于EEG的康复机器人脑-计算机接口技术研究[J];河北工业科技;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 毕胜;;康复机器人训练技术[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
2 吴军;黄剑;王永骥;;集成运动意图辨识与虚拟现实环境的上肢康复机器人[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 刘启栋;陈鹍;王人成;贾晓红;王爱明;;减重步行训练康复机器人的研制[A];第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集[C];2010年
4 万大千;徐义明;白跃宏;;下肢外骨骼康复机器人对膝关节活动受限康复治疗作用[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
5 白跃宏;徐义明;殷跃红;;下肢外骨骼康复机器人研制[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
6 万大千;徐义明;白跃宏;;下肢外骨骼康复机器人研究进展[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
7 许光旭;;步态训练的新选择——LokoHelp康复机器人[A];首届全国脑外伤治疗与康复学术大会论文汇编(上)[C];2011年
8 吕广明;孙立宁;陆念力;;五自由度康复机器人的BP网络控制模型研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
9 隋立明;张立勋;;气动技术在康复领域中的应用[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
10 毕胜;;康复训练机器人——康复医学新的革命?[A];中国康复医学会第五届全国康复治疗学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨红军 曹洪田 王婷;科技创新攀新高 华丽转身上精品[N];江苏经济报;2010年
2 刘培香 史轶夫 刘治宇;我国机器人破短跑世界纪录[N];人民政协报;2009年
3 杨保国;中国科大研制的机器人会说话能干活[N];科技日报;2009年
4 本报记者 马艳红 军事医学科学院卫生装备研究所教授 张西正;机器人在医疗领域大显身手[N];中国医药报;2009年
5 记者 应丽斋 余延青 通讯员 张敏;45名专家“把脉问诊”89个海内外项目[N];嘉兴日报;2010年
6 本报记者 徐晓敬;沈阳要做家庭智能机器人[N];辽宁日报;2010年
7 记者 李丽云;哈工大机器人打破仿人短跑世界纪录[N];科技日报;2009年
8 本报记者 刘宇雄;让机器人更好地为百姓服务[N];广东科技报;2010年
9 副院长 沈军;环境水利及我市环境水利展望[N];白银日报;2006年
10 陈永杰;中国最轻月球车诞生[N];北京科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙洪颖;卧式下肢康复机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 伊蕾;助行康复机器人控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 杨勇;手臂康复机器人系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 吴军;上肢康复机器人及相关控制问题研究[D];华中科技大学;2012年
5 吴军;上肢康复机器人及相关控制问题研究[D];华中科技大学;2012年
6 邢科新;手功能康复机器人系统若干关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
7 王令军;康复机器人样机研制及步态控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 江先志;驱动关节在康复机器人中的应用[D];华中科技大学;2011年
9 边辉;生物融合式康复机构理论与应用研究[D];燕山大学;2011年
10 江先志;双向对拉气动肌肉驱动关节的伺服控制及其在康复机器人中的应用[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李妍姝;上肢康复机器人设计与运动规划[D];东华大学;2012年
2 何元飞;脚踏式下肢康复机器人的设计与研究[D];华中科技大学;2011年
3 肖艳春;外骨骼式下肢康复机器人的构型及其运动学分析[D];河北工业大学;2011年
4 刘洪涛;截瘫患者下肢康复机器人设计与实验研究[D];燕山大学;2010年
5 刘艳辉;具有远程转动中心的踝关节康复机器人分析与设计[D];燕山大学;2010年
6 马俊宝;下肢康复机器人防跌倒控制实验研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 吴希瑶;下肢康复机器人机构分析与设计[D];北京工业大学;2011年
8 张勤超;手部功能康复机器人机械系统的设计与研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 甘增康;手部功能康复机器人电气控制系统的设计与研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 徐震;外骨骼式下肢康复机器人设计分析与实验研究[D];燕山大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978