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文檔簡介
1、本文結(jié)合臨床康復(fù)療法的特點(diǎn),針對實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)開發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)療法參數(shù)化和定量化,并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)大大提高了康復(fù)訓(xùn)練的效率。
首先,本文對康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,求解出康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解和單腿的拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)被動(dòng)訓(xùn)練和主動(dòng)訓(xùn)練的控制方案。被動(dòng)訓(xùn)練是康復(fù)機(jī)器人帶動(dòng)患者完成設(shè)計(jì)好的訓(xùn)練動(dòng)作,控制上主要是對機(jī)械腿末端進(jìn)行軌跡規(guī)劃,
2、本文提出五種被動(dòng)軌跡訓(xùn)練模式。主動(dòng)訓(xùn)練要根據(jù)患者的主動(dòng)意愿完成動(dòng)作,為了準(zhǔn)確獲取患者運(yùn)動(dòng)意圖,建立了人機(jī)結(jié)合的動(dòng)力學(xué)方程。本系統(tǒng)為給患者設(shè)計(jì)更科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練方案,提出基于層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP)的康復(fù)評價(jià)方法,該方法可以定量地對患者進(jìn)行康復(fù)評價(jià),方便醫(yī)師對患者設(shè)定科學(xué)的訓(xùn)練方案。
然后,結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)出兩個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)場景,配合康復(fù)機(jī)器人完成對患者的康復(fù)訓(xùn)練?;谔摂M現(xiàn)實(shí)
3、的下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),一方面可以減少康復(fù)醫(yī)師的勞動(dòng)強(qiáng)度,另一方面可以提高患者訓(xùn)練過程中的主觀能動(dòng)性,提高康復(fù)效率。為了方便醫(yī)師集中管理患者訓(xùn)練情況,提出遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練方案,醫(yī)師通過主機(jī)可以集中對多名患者進(jìn)行任務(wù)設(shè)定,并可以實(shí)時(shí)查看患者訓(xùn)練參數(shù)。
最后,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該訓(xùn)練系統(tǒng)的可行性。一方面要對規(guī)劃軌跡進(jìn)行驗(yàn)證,分析了規(guī)劃軌跡的合理性和機(jī)械腿運(yùn)行的平穩(wěn)性能。另一方面要對人機(jī)結(jié)合的主動(dòng)訓(xùn)練進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證主動(dòng)訓(xùn)練方案的正確性和合理性。還
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