基于FES的起立功能康復機器人設計及相關技術研究.pdf

1、康復訓練機器人技術是近年來迅速發(fā)展起來的一門新興技術，是機器人技術在醫(yī)學領域的應用。輔助起立康復訓練機器人是一種新型的康復訓練機器人，通過人機交互的方式輔助人體起立，可以對截癱患者、下肢有運動障礙的病人和老年人進行起立康復訓練。有助于恢復殘疾肢體的運動功能、增強肌肉強度、改善患者的心肺功能、減少并發(fā)癥、提高殘疾人群的生活質(zhì)量，其良好的康復效果已為大量實驗所證明。
　　本文詳細地綜述了輔助起立康復機器人研究領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以F

2、ES腳踏車的研究成果為基礎，將功能性電刺激技術引入輔助人體起立訓練中，進行基于FES的起立功能康復機器人的相關技術研究。
　　根據(jù)患者進行主動康復訓練和機械驅(qū)動輔助康復訓練的設計要求，將人體起立生理特征與殘疾肢體病理特征相結(jié)合，確定了基于FES的起立功能康復機器人的系統(tǒng)性能指標、結(jié)構(gòu)形式及驅(qū)動方式，以實現(xiàn)位置控制和力控制兩種控制模式為目的，完成了起立康復機器人的總體結(jié)構(gòu)設計，并對主要零部件進行了強度計算和受力分析，解決了起立運動過

3、程中坐墊水平運動技術難題。
　　利用關節(jié)角度和關節(jié)力矩描述起立過程，建立了人體起立過程的運動學和動力學模型，推導出人體起立過程中關節(jié)角度和關節(jié)力矩計算式。通過實驗室實際模型的求解，獲得了關節(jié)角度和關節(jié)力矩隨時間變化的關系曲線。結(jié)合人體的生理特征，建立了肌肉動力學模型，并對電刺激作用下截癱患者產(chǎn)生的肌肉力矩進行了計算。
　　對機器人的運動學和動力學進行建模分析，以實驗室實際模型實驗所得軌跡作為參考軌跡，運用ADAMS軟件對機器