上肢康復(fù)機器人訓(xùn)練控制策略研究.pdf

1、康復(fù)機器人技術(shù)是近幾年來醫(yī)療機器人領(lǐng)域的研究熱點，康復(fù)機器人的主要功能是輔助康復(fù)治療師對病人進(jìn)行運動功能恢復(fù)訓(xùn)練?？祻?fù)機器人是一種人機交互機器人，它的運動模式必須符合病人肢體恢復(fù)時期的運動特點，滿足病人不同恢復(fù)時期的訓(xùn)練要求。本文根據(jù)病人不同恢復(fù)時期機器人運動模式不同，進(jìn)行上肢康復(fù)機器人訓(xùn)練控制策略研究。
　　分析了上肢康復(fù)機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，了解了康復(fù)醫(yī)學(xué)中康復(fù)運動訓(xùn)練方法，總結(jié)了康復(fù)機器人的不同康復(fù)運動訓(xùn)練模式，為機器人訓(xùn)練

2、控制策略設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　通過D-H運動學(xué)建模方法對四自由度機器人進(jìn)行運動學(xué)建模，使用遞推公式推導(dǎo)出機器人關(guān)節(jié)位置和末端點位置之間的關(guān)系，使用幾何法聯(lián)立解析法求出機器人的運動學(xué)逆解，為控制算法仿真實驗中軌跡規(guī)劃過程做準(zhǔn)備。
　　病人進(jìn)行輔助康復(fù)訓(xùn)練時，上肢動力學(xué)參數(shù)估計不準(zhǔn)確和訓(xùn)練過程發(fā)生上肢動力學(xué)參數(shù)變化，都將導(dǎo)致康復(fù)機器人系統(tǒng)輔助力計算不準(zhǔn)確，影響精確和穩(wěn)定的控制訓(xùn)練。本文基于阻抗控制算法，使用多元線性回歸方法對

3、上肢動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識，提出了一種實時上肢動力學(xué)參數(shù)辨識的阻抗控制算法，進(jìn)行了基于動力學(xué)的控制算法仿真，仿真結(jié)果表明該算法能夠準(zhǔn)確地對上肢動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識，有效地消除了輔助力計算誤差，實現(xiàn)訓(xùn)練過程中訓(xùn)練軌跡精確控制。
　　為了設(shè)定更加適合病人被動康復(fù)訓(xùn)練的軌跡，將機器人軌跡示教再現(xiàn)方法應(yīng)用到被動康復(fù)訓(xùn)練中，提出了一種軌跡示教再現(xiàn)的被動運動控制方法，使用機器人樣機進(jìn)行了該控制算法的實驗，實驗結(jié)果表明機器人系統(tǒng)可以記錄下示教過程的軌