二自由度康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、DESIGNOFTWODOFREHABILITATION田RAININGROBOTSYSTEMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYWangQianSupervisedbyAssociateProfessorLIHuijunAndSeniorEngineerWANGBao—fengSchoolofInstru

2、mentScience&EngineeringSoutheastUniversityMay2014摘要摘要中風是對老年人的身體健康造成危害的主要病癥之一，大部分的中風患者會出現(xiàn)肢體行為障礙癥狀，嚴重時出現(xiàn)偏癱。臨床實驗表明，及早進行康復(fù)訓(xùn)練可以通過逐步刺激促使腦部損傷部位的康復(fù)，實現(xiàn)對肢體行為的有效控制，降低腦卒中的致殘率。將康復(fù)機器人技術(shù)運用于中風患者的康復(fù)訓(xùn)練滿足了市場對康復(fù)訓(xùn)練器械智能化的需求，因此，本課題具有非常重要的研究前景。

3、本文深入分析了國內(nèi)和國外的上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用情況，提出了一種二自由度上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)。具體工作如下：根據(jù)卜肢康復(fù)機器人的應(yīng)用場合和應(yīng)用對象，制定了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，包括康復(fù)機器人本體的設(shè)計、驅(qū)動方式的選擇和運動控制系統(tǒng)方案的設(shè)計。提出了一種基于雙并行連桿機構(gòu)的康復(fù)機器人。根據(jù)人體上肢的生理尺寸和運動特點分析了人體結(jié)構(gòu)的運動空間，通過坐標變換法分析了機構(gòu)的工作空間，利用MATLAB軟件分別繪制了人體上肢運動空間和機

4、構(gòu)工作空間三維圖，并對兩者進行了比較，驗證了機構(gòu)的合理性。設(shè)計了二自由度康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)的硬件控制電路，主要包含的電路模塊有：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電機控制模塊、USB通信接口模塊以及電源模塊。硬件電路的主控芯片選用C8051F340單片機，利用keilC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)了下位機軟件。利用Visualc設(shè)計了康復(fù)機器人系統(tǒng)的人機交互界面，其中包括機器人末端運動信息的顯示模塊、訓(xùn)練模式及參數(shù)選擇模塊、康復(fù)游戲模塊和數(shù)據(jù)庫