下肢康复医疗外骨骼训练气动控制系统的设计和实验研究

来源 :浙江大学机械工程学系 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oyphone
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
“外骨骼”是“人机一体化”的典型代表之一,它充分发挥了机器能够重复劳动的优势,很好的弥补了人的体力及精力的不足。另外,“外骨骼”尽可能地接近人的生理结构,人穿戴起来不会感到不适和别扭。利用外骨骼技术来开发帮助脑卒中患者恢复行走能力的医疗康复器械是外骨骼技术应用的一个领域。传统的医疗康复器械一般都需要理疗师额外的帮助,这不仅带来繁重的体力劳动,不利于理疗师把精力集中在评估患者康复效果和康复方案的制定上。而基于外骨骼技术的医疗康复器械则可以很好地解决以上问题。以往的外骨骼康复医疗器械多是采用伺服电机来作为它的驱动器,但伺服电机价格昂贵,对驱动电路要求高,存在易烧坏和漏电的问题。本文介绍的基于气动控制系统的下肢康复医疗外骨骼,目的就是为了采用一种与伺服电机完全不同的驱动方式来达到与之相近的康复治疗效果。   本课题采用气动控制系统作为主体搭建了一套下肢外骨骼康复医疗器械用以辅助恢复脑卒中患者的行走能力。气动系统避免了伺服电机由于受到其驱动电路小型化而带来的技术难题的限制,使其在元器件选型方面相对宽松。在应用领域来看,气动系统在一些位置闭环控制精度要求不是很高的情况下相对于伺服电机具有很大的优势,在成本上也远远低于伺服电机。这套气动下肢外骨骼康复医疗器械以气泵为动力源,用气缸作驱动器,以及气动比例流量阀作控制阀构成主体,并在此基础上对合适的控制策略进行了大量的分析,提出一套切实可行而又对气动系统有较好控制效果的控制算法,并根据此算法分别设计实现了上位机和下位机的控制系统硬件。另外,开发了一套虚拟仪器操作界面方便操作使用此系统,便于理疗师及时得到脑卒中患者在治疗过程中的相关数据以及根据这些数据评估治疗效果,有利于理疗师和患者之间的交流互动。最后,基于各部分的设计,建立了一套下肢康复医疗外骨骼气动控制系统的初步原型系统,并在此基础上进行了下肢康复治疗基本功能的验证实验,验证了下肢康复医疗外骨骼气动系统的可行性和可靠性。
其他文献
所谓物理创新教学,就是要打破千年不变填鸭式的固定教学模式,采取多种新颖、新鲜、灵活多变的教学手段,有效实施师生角色定位发生转换,充分发挥学生的主体地位,使学生在物理教学中
随着现代制造业的快速发展,模具的需求量大幅度增加,应用领域也不断扩大,这就对模具制造行业提出了更高的要求。其中,模具钢Cr12Mo V因其具有高硬度、耐磨性和淬透性好等优点
本文以北京市怀柔区西栅子村公共空间的景观形态为考察基础,分析已建成的乡村公共空间,了解其现存问题,并提出乡村公共空间景观设计原则,以此维护乡村社会发展变迁中乡村公共
近距离煤层群开采过程中自燃的防治是目前国内外煤矿重大难题之一,东荣二矿开采煤层为多层近距离煤层群,在开采开过程中,由于受矿压影响,邻近层工作面之间岩层容易破碎,造成了邻近
期刊
中区高23断块是正理庄油田的一部分,含油面积1.2km2,动用地质储量94×104t,为一复杂的小断块油田。到目前为止采油速度0.48%,采出程度12.87%。制约中区G23断块开发的主要因素表现在
通过合理的应用风险管理的理论,积极研究食品生产监管的风险和管理工作,建立起食品生产安全管理的办法,其中包括风险的识别和评价以及处置等,保证其食品生产的安全性以及监督
民用硝化棉是一种具有高度易燃、易爆特性的危险化学品,一旦生产、使用和储存不当容易引发火灾爆炸事故。我国2006年5~8月份,连续发生3起因民用硝化棉自燃而导致的恶性火灾爆
职工群众是党组织得以生存发展的关键所在,国有企业作为国民经济的重要支撑,党组织长期以来在企业内部起到了贯彻落实党和国家方针政策,凝聚人心、鼓舞士气的重要作用.在我国
火力发电系统的多数设备长期处于高温高压的苛刻工况,阀门作为电站系统的辅助设备之一,在工作过程中不仅要承受很高的压力与温度,而且还会受到高速流动介质冲刷与腐蚀,因此电