基于繩索驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)機(jī)器人研究.pdf

1、基于最新的上肢康復(fù)機(jī)器人和繩索牽引機(jī)器人的研究成果，結(jié)合傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人的分析方法和人體上肢結(jié)構(gòu)及康復(fù)治療方法，提出一種基于繩索驅(qū)動(dòng)的五自由度外骨骼上肢康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案。由于上肢運(yùn)動(dòng)障礙患者不斷增加，康復(fù)治療領(lǐng)域?qū)ι现祻?fù)機(jī)器人的需求量越來(lái)越大，且對(duì)其治療效果的要求也越來(lái)越高。繩索牽引機(jī)器人能夠在安全性和柔順性方面，滿足康復(fù)機(jī)器人要求，故將繩索牽引機(jī)器人應(yīng)用于上肢康復(fù)機(jī)器人中，進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
　　本文對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程與

2、現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。對(duì)人體上肢結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析。介紹了人體上肢康復(fù)治療方法，按照治療方法，制定機(jī)器人的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及驗(yàn)證算例。結(jié)合以上內(nèi)容，對(duì)基于繩索牽引的上肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用繩索牽引機(jī)器人的原理，最大限度的減少了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)慣性，實(shí)現(xiàn)上肢康復(fù)機(jī)器人的理想運(yùn)動(dòng)。考慮使用過(guò)程中的安全性和舒適性，對(duì)于與人體固連的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。將機(jī)器人傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析方法與繩索牽引機(jī)器人的分析方法進(jìn)行結(jié)合，建立上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)

3、模型，求解運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解，求解上肢康復(fù)機(jī)器人的理想運(yùn)動(dòng)空間。利用力學(xué)平衡方程，設(shè)置繩索拉力上下限，求解上肢康復(fù)機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)空間，驗(yàn)證基于康復(fù)方法的實(shí)際算例，滿足實(shí)際運(yùn)動(dòng)空間要求。計(jì)算各條繩索長(zhǎng)度變化，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，繩索長(zhǎng)度變化的柔順性。利用Solidworks軟件進(jìn)行三維建模，并利用Matlab、Adams軟件進(jìn)行仿真，對(duì)比結(jié)果，驗(yàn)證分析結(jié)果的正確性與可行性。對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人建立Lagrange動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各個(gè)關(guān)