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上肢康复机器人是医疗机器人的一个重要分支,它以偏瘫上肢的运动再学习理论为依据,融合了机械、电子、康复医学等诸多学科技术,是当前国内外研究的热点。本文在国家杰出青年科学基金“康复医疗机器人柔顺驱动与运动规划理论及其应用”项目(资助号:51025518)的资助下,提出了一种欠驱动上肢外骨骼康复机器人,并对其结构及运动学进行了分析。 通过采集人体上肢在完成日常生活动作时的运动数据,根据姿态协同效应,采用主成分分析法,分析了上肢各个关节运动的相关性,得到了人体上肢各关节运动自由度间的耦合关系。根据关节运动自由度间的耦合关系,设计得到了上肢康复机器人耦合运动机构。为了进一步了解该机构的运动学性能,对该机构进行了运动学分析与仿真,得到了机构运动空间及末端运动轨迹,对机器人的机构设计具有一定的指导意义。 建立了欠驱动上肢外骨骼康复机器人三维模型,针对关节运动要求,对欠驱动上肢外骨骼康复机器人的机械结构、驱动控制系统进行了设计分析,明确了各部分的具体结构及传动方式,并对驱动控制系统中各主要元件进行选型计算。 目前本研究已取得阶段性成果,机器人样机已经组装调试完成,正在对其机械结构进行验证,并作深入的分析和研究。