检索结果-内蒙古大学图书馆

制造业自动化 2022年第9期44卷 54-57页

作者：杨元韩建海郭冰菁李向攀河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南省机器人与智能系统重点实验室洛阳471003

针对日益增多的脑卒中和各种原因导致的下肢运动功能障碍患者的康复训练需求,基于一种末端牵引类型的卧式下肢康复机器人,分析了机器人系统的总体设计,运用D-H参数法建立人腿与机器人的运动学模型和映射关系,得出人机一体化模型,结合现... 详细信息

针对日益增多的脑卒中和各种原因导致的下肢运动功能障碍患者的康复训练需求,基于一种末端牵引类型的卧式下肢康复机器人,分析了机器人系统的总体设计,运用D-H参数法建立人腿与机器人的运动学模型和映射关系,得出人机一体化模型,结合现代康复理论设计了多种康复训练动作与模式,辅助下肢运动障碍患者进行髋、膝、踝关节的单个或组合训练;通过直抬腿康复动作实验,采集电机编码器采集机器人关节位置跟踪情况,进行误差分析,结果符合预期,康复训练动作规划满足要求。

关键词：卧式下肢康复机器人运动学动作规划位置跟踪

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卧式下肢康复机器人机构设计及优化

卧式下肢康复机器人机构设计及优化

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作者：王良诣合肥工业大学

学位级别：硕士

步行是人类生存和生活的一项必要动作,改善脑卒中患者的步态,使其重新获得行走能力是康复的一个重要目标。基于运动再学习理论,针对下肢瘫痪患者早期介入精准步态康复训练的需求,设计了一种新型七杆混联卧式下肢康复机器人。本论文在机... 详细信息

步行是人类生存和生活的一项必要动作,改善脑卒中患者的步态,使其重新获得行走能力是康复的一个重要目标。基于运动再学习理论,针对下肢瘫痪患者早期介入精准步态康复训练的需求,设计了一种新型七杆混联卧式下肢康复机器人。本论文在机器人的机构方案设计、尺寸优化和机器人步态规划方面进行了深入研究。首先,针对整个康复期的步态训练及康复早期的髋关节单关节训练的要求,设计了步态运动规律探究实验,获得了正常步态数据,并提出了一种新型两自由度七杆混联卧式下肢康复机器人设计方案。该机器人以4R-P型五杆机构为主要执行机构,在其连杆上串联一平面2R机构,构成混联闭链机构,对该机构的曲柄单驱动可实现步态训练,对曲柄和滑块进行混合驱动可实现髋关节训练。其次,通过运动学分析,验证所设计方案的可行性,并得到结论:足部驱动式下肢康复机器人若复现下肢关节的步态运动规律,则要求踝关节点的位移及对应的速度均需与正常步态的数据一致;基于平面2R串联机构的工作空间及四杆机构的尺度综合,分析所设计机构的尺度综合约束条件;以轨迹误差值最小为优化目标,提出基于遗传-拟牛顿混合算法的四杆机构优化方法,优化得到机器人执行机构尺寸。最后,针对机器人步态规划关键技术,探求了不同训练模式下的电机运动规律;通过人机模型分析,得到下肢关节运动曲线;分析关节运动数据,结果表明:所设计的机器人能够实现髋关节的平稳训练和精准复现人体步态规律的训练,满足设计要求。

关键词：卧式下肢康复机器人精准步态康复混联机构尺寸优化步态规划

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卧式下肢康复机器人设计与研究

卧式下肢康复机器人设计与研究

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作者：余泽坤合肥工业大学

学位级别：硕士

随着进入老龄化社会和人们的生活水平的提高,社会对康复训练领域越来越重视,各种类型的肢体康复训练器也成为医疗领域热点。本课题主要研究一种尺寸可调、轨迹可变的被动式卧式下肢康复机器人。它的特点是腿部训练轨迹与人体步态轨迹相... 详细信息

随着进入老龄化社会和人们的生活水平的提高,社会对康复训练领域越来越重视,各种类型的肢体康复训练器也成为医疗领域热点。本课题主要研究一种尺寸可调、轨迹可变的被动式卧式下肢康复机器人。它的特点是腿部训练轨迹与人体步态轨迹相似,并且可以根据人群的不同而使用不同的训练轨迹,同时各条轨迹的中心点位置变化较小,患者调整不同轨迹时无需频繁改变身体姿态,简化了康复训练的操作。本课题中的康复机器人机构采用了两个自由度的四杆机构,避免了因杆件过多而引起的机构刚度下降,另一方面也简化了机器人结构,降低了制造的难度。本文首先分析了国内外肢体康复机器人的发展状况以及其理论研究进展,分析现有的康复训练器的优缺点,结合在省立医院实际观察得到的经验,总结出设计一款好的新型卧式下肢康复训练机器人应该具有以下几个品质： (1)操作与训练简单方便,无需医护人员耗费大量的体力劳动。 (2)尺寸适中,适合小型养老院甚至家庭使用。 (3)机构输出点轨迹是模仿人步态轨迹,并且轨迹大小可调,以适应不同体型的患者经行运动康复训练。此次设计的下肢康复机器人的主要功能是能够模仿人体正常行走时步态,因此从分析普通人行走步态轨迹入手,使用可变尺寸连杆滑块机构来实现目标步态轨迹的输出,通过机构的尺寸变化来改变机构的输出轨迹。然后建立机构的运动学和动力学的数学模型,分析不同情况下的机构工作状态下各个构件的运动规律及其受力情况。同时分析腿部运动规律,探讨腿部各个关节的运动变化,并最终建立腿部的动力学方程。使用Pro/E软件对机器人进行三维建模,及ADAMS软件进行卧式下肢康复机器人机构设计优化以及进行动力学仿真,得出机构与下肢在不同状态和不同轨迹下的运动情况,分析机器人机构和下肢关节的运动的规律,为使用此康复机器人的患者进行一定的康复训练指导。

关键词：卧式下肢康复机器人步态轨迹可变轨迹仿真运动学动力学

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卧式下肢康复机器人动力学建模及控制研究

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高技术通讯 2010年第7期20卷 733-738页

作者：孙洪颖张立勋王岚哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

为掌握人体下肢在康复训练过程中的力学特性,对卧式下肢康复机器人进行了动力学建模和仿真研究。考虑到机器人利用机构牵引人体下肢,辅助患者实现对髋、膝、踝关节的康复训练,将人体下肢和机构作为一个整体,应用闭环矢量法和牛顿-欧拉... 详细信息

为掌握人体下肢在康复训练过程中的力学特性,对卧式下肢康复机器人进行了动力学建模和仿真研究。考虑到机器人利用机构牵引人体下肢,辅助患者实现对髋、膝、踝关节的康复训练,将人体下肢和机构作为一个整体,应用闭环矢量法和牛顿-欧拉法建立了机器人的运动学及动力学模型,并以动力学模型为基础,基于计算力矩法设计了控制器,以轨迹跟踪为目标进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方案对康复训练是有效的,并且动力学模型能快速、有效地给治疗师和患者提供训练参数,为制定有效的康复训练策略和进行动态性能分析提供理论依据。

关键词：卧式下肢康复机器人动力学建模牛顿-欧拉法计算力矩法轨迹跟踪

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卧式下肢康复机器人运动学分析及仿真

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系统仿真学报 2010年第8期22卷 2001-2005页

作者：张立勋孙洪颖钱振美哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

针对人类由于意外事故、疾病和机体老化等因素产生的功能障碍或残疾,研制了一种基于并联机构的新型卧式下肢康复机器人。同时采用连杆机构模拟人体下肢,把人体下肢和机器人作为一个整体,利用机构牵引人体下肢实现对髋、膝、踝关节的康... 详细信息

针对人类由于意外事故、疾病和机体老化等因素产生的功能障碍或残疾,研制了一种基于并联机构的新型卧式下肢康复机器人。同时采用连杆机构模拟人体下肢,把人体下肢和机器人作为一个整体,利用机构牵引人体下肢实现对髋、膝、踝关节的康复训练。并利用闭环矢量法对卧式下肢康复机器人的运动学正、逆过程进行了分析,推导出其运动学方程。根据运动学分析制定了一种康复训练策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明运动学分析结果的正确性和制定康复训练策略的可行性。

关键词：卧式下肢康复机器人并联机构运动学闭环矢量法

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卧式下肢康复机器人主动柔顺控制实验研究

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高技术通讯 2011年第6期21卷 624-628页

作者：孙洪颖张立勋李长胜哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

为保证下肢运动功能障碍患者在康复训练中的安全性和舒适性，利用力反馈信息采用阻抗控制原理设计了康复机器人系统的控制器，通过调整末端位置与力之间的关系使机器人具有一定的柔顺性。建立了系统的控制模型，并在dSPACE平台上进行了... 详细信息

为保证下肢运动功能障碍患者在康复训练中的安全性和舒适性，利用力反馈信息采用阻抗控制原理设计了康复机器人系统的控制器，通过调整末端位置与力之间的关系使机器人具有一定的柔顺性。建立了系统的控制模型，并在dSPACE平台上进行了实验研究。结果表明，通过调节控制器中的阻抗参数，可以使机器人获得不同的刚度特性和阻尼特性，同时分析了参数变化对康复训练的影响。在患肢康复的不同阶段，可通过调节该控制器参数，使康复过程既能满足临床需要又具有柔顺性。

关键词：卧式下肢康复机器人主动柔顺控制阻抗控制实验研究

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卧式下肢康复机器人控制系统研究

卧式下肢康复机器人控制系统研究

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作者：赵唯伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

国外康复机器人的研究比较发达，而国内康复机器人的研究如今还在起步阶段。卧式下肢康复机器人控制系统的研究，对于国内康复机器人的发展有着积极的意义。本文分析了国内外康复机器人的发展现状及其应用前景、对卧式下肢康复机器人机... 详细信息

国外康复机器人的研究比较发达，而国内康复机器人的研究如今还在起步阶段。卧式下肢康复机器人控制系统的研究，对于国内康复机器人的发展有着积极的意义。本文分析了国内外康复机器人的发展现状及其应用前景、对卧式下肢康复机器人机构进行了研究及改进、对控制系统进行深入的研究和设计。论文主要内容如下：机构的改进设计。根据人体工程学原理，对卧式下肢康复机器人的结构进行了改进，使其能够更好的为患者进行康复训练。电机和编码器的选择及硬件电路的设计能够提供足够的驱动力和精度，使其达到精确有力的对患者进行康复。研制卧式下肢康复机器人控制系统。控制系统的好坏是康复机器人能否区别与普通的康复训练器的关键。卧式下肢康复机器人是基于dSPACE开发的。首先用dSPACE来进行系统辨识，Matlab SISO进行控制器设计，控制器调试完毕后，用MatLab／Simulink来建立控制模型，利用dSPACE的实时仿真特性和ControlDesk的强大功能来实时调节控制参数，从而达到控制要求。调试完毕后进行仿真实验来验证设计的可靠性和准确性，最后利用dSPACE的RTW中产生的标准C代码，稍做修改，把程序移植到单片机中和上位机控制系统中。上位机控制界面设计是根据患者的需要设计的。应用Microsoft公司的Visual C++6.0来进行上位机的设计和控制通信界面的设计。可以实现速度的调节、位置的调节以及多模式的选择，使患者选择自己适合的康复模式，从而达到康复目标。从实验的数据和仿真效果以及真人试验来看，卧式下肢康复机器人的控制系统设计达到了设计要求。

关键词：卧式下肢康复机器人 dSPACE MatLab/Simulink 实时仿真

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