上肢外骨骼康復機器人本體及運動仿真的研究.pdf

1、　　在當今社會中，由于各種原因引起的腦卒中偏癱患者越來越多。在傳統(tǒng)康復治療無法滿足現(xiàn)在社會需求的情況下，將機器人技術(shù)應(yīng)用于對偏癱患者的上肢康復治療成為現(xiàn)在國內(nèi)外研究的熱點問題。上肢康復機器人與普通工業(yè)機器人不同，它是以腦卒中偏癱患者作為工作對象的，設(shè)計中不僅要實現(xiàn)其基本功能，還應(yīng)全面考慮安全性、實用性等因素。論文在分析人體上肢結(jié)構(gòu)、運動模式和運動康復理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款外骨骼上肢康復機器人，并對其進行了運動學分析和仿真，對其靜力矩做

2、了詳細分析和計算，最后分析了機器人工作空間，證明了其可行性和實用性，為進一步研究、控制康復機器人和規(guī)劃康復訓練動作奠定了基礎(chǔ)。
　　論文首先對人體結(jié)構(gòu)、運動模式以及運動康復理論和運動康復方法進行分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合人體尺寸和關(guān)節(jié)活動度，進一步提出一種具有五自由度的外骨骼式上肢康復機器人的整體方案。
　　根據(jù)所設(shè)計的機器人結(jié)構(gòu)及參數(shù)，運用 D-H 法建立了連桿坐標系，用齊次坐標變換的方法對機器人進行了運動學分析和描述

3、。利用 Pro/E 軟件，以進食運動訓練為例，對機器人位置和姿態(tài)分別進行了運動學仿真，并將仿真結(jié)果與運算結(jié)果進行比較，得出對機器人進行的正運動學分析的正確性。然后對機器人進行了逆運動學分析，并計算出其速度雅可比矩陣，為進一步研究機器人控制和進行運動軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　在理論力學的基礎(chǔ)上，根據(jù)機器人結(jié)構(gòu)建立的靜力矩模型，對機器人不同關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角下的空載靜力矩和工作狀態(tài)靜力矩進行了分析，給出各關(guān)節(jié)靜力矩的計算公式，為機器人實現(xiàn)力