手臂康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)控制研究.pdf

1、隨著機器人技術(shù)發(fā)展推廣，康復(fù)醫(yī)療機器人研究應(yīng)用也逐漸成為社會的焦點。西方發(fā)達(dá)國家的研究人員利用機器人技術(shù)在輔助患者上肢運動康復(fù)訓(xùn)練方面已經(jīng)取得了很大的成就，相比之下國內(nèi)的上肢康復(fù)機器人系統(tǒng)的研究應(yīng)用起步較晚，成果比較少。本文通過對國內(nèi)外機器人技術(shù)在幫助患者實現(xiàn)上肢康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)用的總結(jié)、研究，運用基于力阻抗控制策略實現(xiàn)了手臂康復(fù)訓(xùn)練機器人的柔順運動控制，同時采用兩級控制方案設(shè)計了手臂康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)。課題的研究具有實際應(yīng)用意義。

2、本文針對偏癱患者的單手臂殘疾特點設(shè)計了機器人主從控制結(jié)構(gòu)方案，通過實現(xiàn)主手對從手的位置、速度控制，使患者能夠自主對患肢進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。同時通過系統(tǒng)控制方式的總結(jié)分析，手臂康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)中采用了兩級控制方案。第一級CPU(上位機)采用PC機，利用LabVIEW軟件設(shè)計機器人系統(tǒng)的人機交互界面，實現(xiàn)對機器人系統(tǒng)控制模式及參數(shù)的選擇，同時把機器人的末端軌跡在PC機上顯示出來。第二級CPU采用了具有高速數(shù)據(jù)處理能力的DSP芯片TMS320LF

3、2407A微處理器，通過對軟、硬件的設(shè)計實現(xiàn)了對機器人系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃以及主從控制、示教控制、力量訓(xùn)練、軌跡跟蹤四種訓(xùn)練模式的控制。 手臂康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)運用基于力阻抗控制策略實現(xiàn)了機器人的柔順運動控制。利用MATLAB/Simulink仿真工具建立了機器人系統(tǒng)伸縮關(guān)節(jié)的仿真模型，仿真了機器人系統(tǒng)對給定軌跡和力信號的跟蹤能力。利用dSPACE實時仿真平臺對手臂康復(fù)機器人柔順特性進(jìn)行了半物理仿真實驗研究，分析了各個阻抗參數(shù)對機器人