基于雙側訓練模式的上肢康復訓練機器人系統研究.pdf

1、作為一種新的治療方法，上肢康復訓練機器人能通過提供重復運動等方式，幫助中風偏癱患者恢復其上肢運動功能。本研究致力于開發(fā)一套提升上肢運動功能的上肢康復訓練機器人系統。本課題設計的系統樣機，主要包括外骨骼機械臂（ULERD）、力觸覺設備PHANTOM Premium1.5，計算機，腦電信號（EEG）采集設備EMOTIV，姿態(tài)傳感器MTx等設備。其中，虛擬現實（VR）環(huán)境的介入，有效提高了患者參與康復訓練的主動性和趣味性。
　　本研究提

2、出了基于雙側訓練模式的上肢康復訓練機器人，目標是實現機器人系統的從端運動能夠及時快速地跟蹤上主端運動。由于偏癱患者的健側上肢與患側的鏡像運動能夠促進運動功能恢復，雙側訓練模式具備一定的康復理論基礎。同時，本研究實現了腦電訓練模式的平臺搭建和初步測試，作為一種輔助訓練模式。
　　根據主端和從端的不同，雙側訓練模式由兩種子模式構成。第一種子模式是三維觸覺操作器作為主端，外骨骼機械臂作為從端；第二種子模式是外骨骼機械臂作為主端，三維觸覺

3、操作器作為從端。
　　對于第一種子模式，運用D-H參數法對上肢康復機械臂進行運動學分析，得到雅可比矩陣，在此基礎上進行動力學分析，運用拉格朗日方程法得到動力學方程，建立控制對象的數學模型。其次，分析基于名義模型的滑?？刂疲⊿MC）方法應用于機器人的跟蹤控制。最后，搭建仿真模塊進行滑?？刂频姆抡鎸嶒?。該仿真驗證了滑?？刂葡碌碾p側訓練模式有良好的跟蹤性能，并可以借助飽和函數的應用降低不可避免的震顫。
　　對于第二種子模式，提出了