腦卒中偏癱上肢康復(fù)外骨骼機器人的基礎(chǔ)理論研究.pdf

1、隨著現(xiàn)在國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們越來越多的關(guān)注自身的健康，特別是目前腦卒中后導(dǎo)致的上肢偏癱問題，已成為危害人類健康的首要病因，上肢偏癱不僅對患者的生活質(zhì)量造成嚴重的影響．同時還給患者家庭和社會帶來了沉重負擔(dān)，因此，對腦卒中后偏癱患者的治療和康復(fù)就顯得尤為重要和急迫，而將康復(fù)醫(yī)學(xué)與機器人技術(shù)融合是現(xiàn)在康復(fù)醫(yī)學(xué)的新應(yīng)用。本文在國內(nèi)外上肢康復(fù)機器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合臨床康復(fù)機理和人體上肢生理學(xué)設(shè)計了一款符合臨床應(yīng)用的上肢康復(fù)外骨骼機器人，

2、并對其進行了運動學(xué)、動力學(xué)建模和仿真分析，并在運動學(xué)和動力學(xué)的基礎(chǔ)上進行了機器人的軌跡跟蹤控制研究。
　　本文首先對腦卒中后的上肢偏癱康復(fù)機理和人體上肢生理結(jié)構(gòu)進行分析后，設(shè)計了符合臨床應(yīng)用的上肢康復(fù)外骨骼機器人，并對其進行了驅(qū)動方案和傳動方案分析。在此基礎(chǔ)上采用D-H矩陣建模的方法，建立了上肢康復(fù)機器人的運動學(xué)方程，進行了正逆運動學(xué)的求解分析，并驗證了理論分析的正確性。同時采用矢量積分法對上肢康復(fù)機器人的雅克比矩陣進行求解分析，

3、得到各關(guān)節(jié)空間向機器人末端操作空間速度傳遞的關(guān)系，為上肢康復(fù)外骨骼機器人的實時控制及優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。
　　論文進一步展開了對上肢康復(fù)機器人動力學(xué)的研究，通過采用拉格朗日法建立了上肢康復(fù)機器人的動力學(xué)方程，并通過Adams對其進行動力學(xué)仿真分析，為上肢康復(fù)機器人的軌跡跟蹤控制提供了必要的動力學(xué)模型和基于虛擬樣機的被控對象。
　　最后，為了保證康復(fù)訓(xùn)練時上肢康復(fù)機器人具有理想的位置控制精度，避免對患者造成二次傷害。因此，在分