遠程康復(fù)訓練機器人系統(tǒng)的控制技術(shù)研究.pdf

1、遠程康復(fù)訓練機器人的研制不僅有助于解決傳統(tǒng)康復(fù)訓練方法迫切需要解決的問題，而且可以幫助康復(fù)醫(yī)師制定出更為客觀的康復(fù)評價指標，從而為更加深入了解中樞神經(jīng)康復(fù)規(guī)律提供了可能。但是，患者的病情千差萬別，不同的患者有不同質(zhì)量的患肢和不同的肌張力甚至可能發(fā)生肌肉痙攣，這些都將嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可操作性以及從手運動的平滑性，降低了康復(fù)訓練效率。 為了解決這些問題，本文對遠程康復(fù)訓練機器人的患肢建模技術(shù)、遠程康復(fù)訓練機器人控制技術(shù)等關(guān)鍵技

2、術(shù)進行了理論和實驗研究。首先，基于偏癱及其康復(fù)醫(yī)學的相關(guān)理論，對遠程康復(fù)訓練機器人技術(shù)進行了分析，提出了遠程康復(fù)機器人的設(shè)計原則。將傳統(tǒng)遙操作控制方法應(yīng)用于遠程康復(fù)訓練機器人系統(tǒng)，分析了患者的肌張力或痙攣對患肢運動、系統(tǒng)穩(wěn)定性等的影響。然后，通過對遠程康復(fù)訓練機器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方法的分析，提出了一種新的控制結(jié)構(gòu)，通過建立患肢動力學模型，深入分析了肌張力和肌肉痙攣在模型中的表現(xiàn)，并在此控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了從端變參數(shù)的控制方法來改善

3、系統(tǒng)的操作性能，解決了康復(fù)訓練過程中不同肌張力帶來的不利影響，并在從端變參數(shù)控制方法的基礎(chǔ)上提出加入變增益力反饋系數(shù)的控制方法，解決康復(fù)訓練過程中肌肉痙攣或陣攣對系統(tǒng)的穩(wěn)定性及從手運動平滑性的不利影響，并對此做出了深入的理論分析和仿真實驗驗證。隨后，根據(jù)患肢訓練時力和位置等信息反饋，提出一種用解超定方程組的方法在線辨識患肢的動力學參數(shù)，實現(xiàn)了患肢動力學模型的在線辨識，為遠程康復(fù)訓練機器人系統(tǒng)的實時控制提供了較為準確的依據(jù)，同時進行了仿真