遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)的控制技術(shù)研究.pdf

1、遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的研制不僅有助于解決傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)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(píng)價(jià)指標(biāo)，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(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可操作性以及從手運(yùn)動(dòng)的平滑性，降低了康復(fù)訓(xùn)練效率。 為了解決這些問題，本文對(duì)遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的患肢建模技術(shù)、遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人控制技術(shù)等關(guān)鍵技

2、術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。首先，基于偏癱及其康復(fù)醫(yī)學(xué)的相關(guān)理論，對(duì)遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行了分析，提出了遠(yuǎn)程康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)原則。將傳統(tǒng)遙操作控制方法應(yīng)用于遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)，分析了患者的肌張力或痙攣對(duì)患肢運(yùn)動(dòng)、系統(tǒng)穩(wěn)定性等的影響。然后，通過對(duì)遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)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(dòng)力學(xué)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(xùn)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?cè)鲆媪Ψ答佅禂?shù)的控制方法，解決康復(fù)訓(xùn)練過程中肌肉痙攣或陣攣對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及從手運(yùn)動(dòng)平滑性的不利影響，并對(duì)此做出了深入的理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨后，根據(jù)患肢訓(xùn)練時(shí)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(shí)患肢的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了患肢動(dòng)力學(xué)模型的在線辨識(shí)，為遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制提供了較為準(zhǔn)確的依據(jù)，同時(shí)進(jìn)行了仿真