并联踝康复机器人的系统搭建与运动控制策略

并联踝康复机器人的系统搭建与运动控制策略

论文摘要

针对踝功能障碍患者,研制2-UPS/RRR并联踝康复机器人,协助患者进行踝关节背伸/趾屈、内翻/外翻及内收/外展运动康复训练。踝康复机器人系统包含机器人机械本体、驱动电机、编码器和力/矩传感器、上位机和下位机的软硬件等,具有踝关节力/位置信息检测与主/被动康复训练功能。通过建立踝康复机器人的运动学模型,计算电机驱动速度与机器人动平台角速度的映射关系,并根据患者踝关节肌力等级与训练需要,规划康复训练的运动轨迹,进行踝关节被动康复训练。基于力/矩传感器的信息检测,对患者踝关节进行运动意图识别,实现由运动意图驱动的机器人控制即主动康复训练。最后,针对踝关节的3种典型运动方式,遴选健康的受试者分别进行主/被动康复训练实验。研究结果表明:研制的并联踝康复机器人具有完善的康复训练策略和良好的运动稳定性。

论文目录

  • 1 并联踝康复机器人系统搭建
  •   1.1 机器人机构本体设计
  •   1.2 机器人的控制系统搭建
  • 2 机器人运动学模型的建立
  • 3 康复训练控制策略
  •   3.1 被动康复训练
  •   3.2 主动康复训练
  •   3.3 控制界面及操作流程
  • 4 实验验证
  •   4.1 实验平台的搭建
  •   4.2 测量与理论数据的对比分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李剑锋,张子康,张雷雨,董明杰,左世平,张凯

    关键词: 踝康复,主动康复,被动康复,人机交互,力位信息

    来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,医药卫生科技,信息科技

    专业: 临床医学,自动化技术

    单位: 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51675008,51705007),北京市自然科学基金资助项目(17L20019,3171001),北京市教委科技计划项目(KM201810005015)~~

    分类号: R496;TP242

    页码: 2753-2762

    总页数: 10

    文件大小: 1708K

    下载量: 198

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