基于主動(dòng)康復(fù)策略的手部外骨骼機(jī)器人控制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、手是人類日常生活中最常用到的人體器官之一，它是人體運(yùn)動(dòng)靈巧性的最高體現(xiàn)。而腦卒中帶來(lái)的中樞神經(jīng)損傷可能導(dǎo)致肢體運(yùn)動(dòng)不便，尤其是手部運(yùn)動(dòng)障礙，會(huì)影響人們的正常生活。神經(jīng)科學(xué)已經(jīng)證明康復(fù)訓(xùn)練有助于患肢的運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)。隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人輔助康復(fù)療法已經(jīng)成為了現(xiàn)階段康復(fù)治療的一個(gè)主要手段。
　　本文首先從生理學(xué)角度敘述了手部的生理組織結(jié)構(gòu)研究并歸納了手部康復(fù)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，對(duì)比了目前應(yīng)用比較廣泛的幾種康復(fù)機(jī)器人康復(fù)策略的

2、優(yōu)點(diǎn)和不足，隨后闡述了本項(xiàng)目的研究方案及設(shè)計(jì)思路。并且在分析手指骨骼肌肉生理模型的基礎(chǔ)上，建立手部參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型，并結(jié)合本研究室研發(fā)的手部康復(fù)機(jī)器人硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種用于獲取手指肌肉力及肌肉參數(shù)的方法。
　　為了有效實(shí)施手部康復(fù)機(jī)器人的主動(dòng)康復(fù)策略，本文構(gòu)建了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變阻抗控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基于主動(dòng)康復(fù)策略的康復(fù)訓(xùn)練。該阻抗控制系統(tǒng)主要是采集肌肉力以及運(yùn)動(dòng)角度等信息作為控制系統(tǒng)輸入，通過(guò)離線學(xué)習(xí)構(gòu)建的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

3、系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取阻抗參數(shù)，最終完成對(duì)理想機(jī)器人訓(xùn)練軌跡的跟蹤。
　　此外還設(shè)計(jì)完善了便攜式虛擬仿真人機(jī)交互平臺(tái)，該平臺(tái)可用于手部康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)的操控與患者的康復(fù)誘導(dǎo)訓(xùn)練。人機(jī)交互軟件運(yùn)行在Android系統(tǒng)上，根據(jù) Android界面的生命周期及數(shù)據(jù)傳遞規(guī)則建立了一套數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。此外，在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建了虛擬仿真系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)反饋康復(fù)訓(xùn)練的進(jìn)行情況以及設(shè)定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；設(shè)計(jì)若干康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃，促使患者主動(dòng)參與康復(fù)訓(xùn)練。
　　搭建