康復(fù)用外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)研究.pdf

1、近年來，我國人口老齡化日益嚴(yán)重，老齡化過程中明顯的生理衰退就是老年人四肢靈活性的降低，進(jìn)而對日常的生活產(chǎn)生種種不利的影響。此外，由中風(fēng)等疾病而引起的運(yùn)動障礙的病人也在顯著增加，與之相對的是，通過人工或簡單的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行的康復(fù)理療，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足患者的要求。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個特殊群體已得到更多人的關(guān)注，治療、康復(fù)和服務(wù)于他們的產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量也在相應(yīng)地提高。因此，服務(wù)于四肢的康復(fù)設(shè)備的研究和應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。
　　本文首先

2、對課題組所設(shè)計的外骨骼康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行簡介，基于課題組所設(shè)計機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，利用D-H參數(shù)法建立機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，對其進(jìn)行了正、逆向運(yùn)動學(xué)求解，并對機(jī)器人的逆運(yùn)動學(xué)算法進(jìn)行了驗證和分析，得出了對運(yùn)動學(xué)算法求解的正確性?；赗obotics toolbox對機(jī)器人的工作空間進(jìn)行了仿真求解及分析，為機(jī)器人的運(yùn)動軌跡規(guī)劃提供理論參考。
　　其次，分析研究機(jī)器人微分運(yùn)動學(xué)，建立表達(dá)關(guān)節(jié)空間角速度與末端手在笛卡爾空間的線速度

3、對應(yīng)關(guān)系的雅克比矩陣。基于康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)所建立的變換矩陣，采用矢量積法求解康復(fù)機(jī)器人相對于基座坐標(biāo)系的雅可比矩陣，并對逆雅可比矩陣進(jìn)行了求解計算。基于所求解的雅可比矩陣推導(dǎo)得到了康復(fù)機(jī)器人末端執(zhí)行器的線速度及角速度。
　　再次，基于MATLAB中的robotics toolbox對康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行了關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃，得到了各關(guān)節(jié)的運(yùn)動參數(shù)。根據(jù)康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用特點(diǎn)，為符合人體上肢功能性康復(fù)的特點(diǎn)，基于插值算法建立了空間直線及空間