【摘 要】
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本文以设计新型并联式踝关节康复机器人系统为研究目的。根据踝关节康复的需要以及相关的医学知识,详细的分析了踝关节的损伤、组成、结构、治疗和康复方法。在此基础上,对踝
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本文以设计新型并联式踝关节康复机器人系统为研究目的。根据踝关节康复的需要以及相关的医学知识,详细的分析了踝关节的损伤、组成、结构、治疗和康复方法。在此基础上,对踝关节康复机器人机构、运动学及控制系统进行了研究。首先,结合解剖医学、临床医学、康复医学等相关知识,分析了踝关节的损伤并进行了康复运动建模。针对踝关节康复运动训练的需要,本文提出了两种新型的三自由度并联踝关节康复机器人机构——3-RSS/S空间机构和3-SPS/S对顶双锥机构,实现了三个自由度的踝关节康复运动。其次,分析了3-RSS/S空间机构和3-SPS/S对顶双锥机构的特点,通过Matlab软件得到了它们的工作空间。结合踝关节康复训练曲线,进一步分析了它们的运动学问题。得到了3-RSS/S空间并联机构的位置反解,并求导出了该机构速度正反解;得到了3-SPS/S并联机构位置正反解,通过求导的方法建立了该机构的一阶影响系数和二阶影响系数矩阵,并得出了速度正反解和加速度正反解。最后,在分析了传统的PC+单片机控制方法的基础上,本文提出了基于运动控制器的踝关节康复机器人控制系统方案。详细地叙述了硬件系统设计和和软件系统的设计过程,并对该系统进行了调试。
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