震颤是人体某个或多个功能区肌肉的有节律性、近似正弦往返摆动的肢体运动,是关节周围肌肉收缩和松弛的动力状态。作为最为普遍的运动障碍之一,震颤常见于人的肢体特别是手臂,影响精细动作、书写和餐饮,严重时可对病人的日常生活、工作、社会交往等带来诸多不便。尽管人类对于震颤发生机理及其药物治疗等方面的研究已经进行几十年,但其研究还处于初期的探索阶段,多数类型的震颤运动的机理和起源至今尚未明确。目前的研究水平下,“对症下药”的药物治疗方法显得“力不从心”,在较短时间内开发出抑制患者震颤的普适性药物较为困难,而震颤带给患者诸如精细动作、书写和餐饮等日常生活的不便问题短期内很难得到解决。因此,本文试图通过新的途径(非药物治疗方面)对震颤及其抑制开展研究,利用机器人技术解决震颤患者的生活不便等问题。本文从震颤运动发生的“表象”——震颤信号出发,综合利用机器人技术,提出一种基于生物力加载技术的震颤补偿与抑制的控制策略；设计一款可以穿套在患者前臂的可穿戴型震颤抑制机器人装置。本文并不是试图研究震颤运动发生的本质,而是以抑制震颤运动为目标,重点研究震颤运动信号检测、震颤信号处理与评估、震颤抑制策略与安全性评估等方面,旨在为提高手臂震颤患者的生活质量提供一种新途径。全文的主要研究工作概括如下：“非药物”抑制人体手臂震颤的理论和方法综述。全面回顾了国内外手臂震颤抑制的研究现状。详细阐述“非药物”抑制人体手臂震颤的基础理论和系统框架；对震颤信号的检测方法、震颤信号的分析与处理方法、震颤信号的工程建模以及震颤信号的生物力加载抑制方法等四个方面做了较为详细的介绍和讨论,为后续章节的论述提供了理论指导和依据。震颤信号的检测、分析与处理方法研究。设计用于采集和处理震颤信号的可穿戴型手臂检测装置,包括固定在肘关节和腕关节的惯性传感器系统、加速度传感器和表面肌肉电信号系统。针对震颤信号的非平稳性特征,提出一种基于希尔伯特-黄变换方法的手臂震颤信号分析与处理方法,获取震颤信号的幅值和频率的时变信息。阐述HHT方法的提出背景、理论以及计算原理,重点研究手臂震颤信号的EMD分解和Hilbert谱的构建过程。研究手臂震颤信号的HHT识别方法和步骤。探讨HHT方法的自身局限性：端点飞翼问题、模态混淆以及实时性问题。针对利用机器人技术抑制人体手臂震颤的性能需求进行分析,设计一款三自由度全驱动的可穿戴型手臂震颤抑制机器人。通过研究人体手臂的生理学特征,构建实用的三自由度人体手臂生物力学模型,探讨利用机器人技术进行手臂震颤抑制等方面的可行性。研究该机器人系统的体系结构与模型,详细阐述可穿戴型外骨骼系统和震颤运动检测系统的设计与分析。最后,利用Adams虚拟样机技术分别对该机器人系统进行运动学和动力学建模与仿真。提出两种震颤抑制控制策略：基于阻抗控制的“被动”震颤抑制控制策略和基于震颤补偿的“主动”震颤抑制控制策略。研究人体手臂与可穿戴型外骨骼机器人之间的交互作用问题,并构建基于阻抗特性的人-机交互模型。探讨基于机器人技术的人体手臂震颤抑制的数学模型和机理分析,构建手臂震颤抑制的动力学模型。在此基础上,提出以上两种基于生物力加载技术的震颤抑制控制策略,并详细阐述这两种震颤抑制策略的控制原理和设计过程。最后,就有关于震颤抑制策略的评定问题展开讨论,并把震颤抑制前后的信号能量比作为震颤抑制策略的评估标准。最后,通过实验验证可穿戴型手臂震颤抑制机器人在抑制人体手臂震颤方面的有效性。重点阐述如下实验：基于Hilbert-Huang变换的手臂震颤信号处理,基于肌肉电信号的腕关节跟随运动实验和手臂震颤抑制实验分析与处理。设计可以模拟人体手臂震颤运动的机器人装置,用来模拟频率在0-20Hz的两自由度震颤运动,有效的解决由于安全和技术原因无法多次在真实的震颤患者身上验证震颤策略的问题。详细阐述利用可穿戴型手臂震颤抑制装置对手臂震颤进行抑制的实验程序、人员、过程、条件和方法,并对实际数据进行分析。实验结果表明,该机器人可以抑制频率在0-20Hz的震颤运动。另外,震颤抑制前后的功率谱对比图显示,基于生物力加载技术的震颤抑制策略对于人体手臂震颤的抑制是有一定效果的。