基于Internet的远程控制康复训练机械臂

针对上肢受伤和中风病人康复医疗的需要,将力反馈遥操作机器人技术应用于上肢受伤和中风病人的康复训练,研制了一种新颖的基于Internet的远程康复训练机械臂,使得医生可远程设定康复机械臂的训练模式和控制参数,从而控制机械臂,帮助在家中或社区医院的中风病人或上肢残障人员进行康复训练,医生利用反馈的视频图像及力反馈信息监控患者的训练状况.该系统可以大大提高医生的工作效率,方便广大中风病人和上肢残障人员.     

可穿戴便携式康复外骨骼机器人的开发

近年来,康复机器人辅助中风病人的康复治疗吸引了越来越多的关注。相对于传统的由康复师进行的中风治疗, 康复机器人进行的治疗更为精确,且不受康复师主观因素的影响,能够显著提高康复治疗的效果。本文介绍了一个拥有 5 自由度上肢与 4 自由度下肢的可穿戴便携式康复外骨骼机器人。机器人的所有自由度都由患者的肌电信号驱动,帮助患 者进行失能肢体的康复训练。该机器人可穿戴和便携的特性为患者行走功能的康复提供了新的手段。康复过程中,患者 的所有康复运动数据(包括患者的表面肌电信号数据和每个关节的运动数据)都可以被采集,便于在线分析和离线记录。     

基于单片机的人体腰椎复位研究

腰椎间盘突出症是一种常见病,严重影响患者的工作和生活.本文研究的腰椎复位机器人与牵引床配合使用,由牵引床实现对病人腰椎的纵向牵引,复位机器人把压力加载到椎间盘突出部位,使得突出的椎间盘还纳.本文进行了机器人总体方案的设计,运动机构的设计,动力源的选取和控制系统的设计.本文研究的腰椎复位机器人能够代替人工手法治疗腰椎间盘突出症,可以提高治疗效果,具有良好的应用前景.     

德国研制成功人体内微型机器人可助治疗疾病

一种只有针头大小、人的眼睛几乎无法看到的微型机器人,最近由德国伊斯堡的一位从事超微物体研究的赖纳·格岑研制成功。这种机器人可以随着医生给病人体循环系统注射的一种溶液,进入人的血管,并在其中游弋,修补有缺损的细胞,从而挽救病人的生命。例如当它进入一位中风患者脑部的一根堵塞的血管后,就用一个非常小的刷子刷净那里的堵塞物,使患者转危为安。这种被称为“人体内的救命潜艇”的新装置进一步完善后,可在人体内到处“航行”,把药物送到每个需要治疗的器官里,其航线总长可达1500公里。它还可以装载某些特殊药品,直接驶向肿瘤区域,使…     

机器人力控制算法试验系统的设计与实现

本文主要介绍了机器人控制算法试验系统的研制.基于CAN总线的六维力传感器与机器人控制程序的实时、可靠的通讯是该试验系统建设的难点.制定完力传感通讯协议并测试可与机器人正常通讯后,本文进行了一种力控制试验.从试验结果分析,该试验系统完全可以满足机器人控制实验的需要,具有一定的工程价值.     

基于ARM的上肢康复训练机器人系统设计

针对中风病人和上肢受伤的康复医疗需要,设计了一种基于ARM＋uClinux的嵌入式控制系统的康复训练机器人,阐述了系统机构设计、硬件电路设计及系统软件设计。康复训练牵引机械臂采用位置传感器和力传感器实时监测运动速度和牵引力／阻力,以实现多种训练模式。该系统可以实现手动训练、自动训练和基于网络的远程训练。实验结果表明：系统稳定可靠,能够辅助医生对病人进行康复训练医疗。     

生物阻抗技术在手臂红外治疗中的初步应用研究

红外理疗采用红外光对人体部位进行照射,已在各种疾病的辅助治疗中得到了广泛的应用.红外理疗效果一般由医护人员根据经验进行定性评估,目前鲜有关于红外理疗效果定量分析的报道.鉴于理疗身体部位血流信息的变化能反映红外理疗效果,实现无创、安全、实时监测红外理疗过程中的血流信息,将有助于引导红外理疗的疗程安排,提升红外理疗效果.文章提出一种基于生物阻抗的方法对手臂血流红外理疗效果进行评估.首先,选用BIOPAC生理信息记录仪为系统核心,利用二电极法测量人体心电信号,四电极法同步测量人体手臂在红外光照射前、中、后的生物阻抗变化;其次,通过小波变换进行基线漂移去除与特征提取分析,并运用朴素贝叶斯模型对特征点的稳定性进行评估.实验结果表明:手臂生物阻抗信号特征频率与心率变化趋势相同,平均数值误差在0.09％～1.60％;经红外光照射后,手臂生物阻抗单周期信号内次级波与主波比值上升,幅度为3.91％～13.05％,即生物阻抗信号能够反应手臂血流信息,且具有感知红外理疗过程中血流变化的灵敏性.     

七连杆双足机器人建模和控制系统仿真

研究双足机器人稳定性控制问题,步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强,结构复杂,运动控制难.实现类人型机器人动态行走,针对行走的稳定性,必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计.研究了一种七连杆双足机器人的动力学建模和控制系统仿真方法.建立两足步行机器人腿的可参数化仿真模型,对七平面双足机器人的运动情况和控制输入输出进行仿真,得出试验结果.并对影响步行机器人稳定性能的参数进行分析,为后面机器人样机的研制提供理论及数据依据.     

平面三自由度并联冗余机器人的位置分析

由于机构的结构复杂 ,对并联机器人进行位置分析 ,尤其是并联冗余机器人 ,要比串联机器人复杂得多 .本文提出一种新的平面三自由度并联冗余机器人位置分析方法 ,运用这种方法进行了位置正解和位置反解分析 .对于位置正解 ,其中方程的解最多为 4 ,说明这种平面并联机构可以有 4种不同的位姿 .对于位置反解 ,可以有16组解 .最后用数值实例进行了验证 ,给出了计算结果 .本文所提出的方法也为求解其它并联冗余机器人提供了新的途径     

麻醉机器人

绝大部分外科手术都要对病人进行麻醉,不少还要作全身麻醉,目的是令病人在手术中减少痛楚.然而,麻醉病人的程序至今仍未臻完善,其中仍会有意外发生.日本一项调查指出,在每一万例外科手术中,涉及麻醉药的意外有26例.此数目不算小,因此,医学界一直希望让这个数字不断下降,最终能减至零.在这个过程中,一个颇有用的工具——麻醉机器人诞生了.麻醉机器人的构造与真实人体十分相似,它对麻醉药的反应更与人体一模一样.因此,可以利用它进行各种情况的模拟演示,从而研究可行的解决方法,以及进行多次练习,不致在突发事件发生时惊慌失措.     

汽车试验用驾驶机器人系统的研究

为了消除汽车试验中人为因素的影响,提高试验数据的准确度和有效性,研究开发了一种可以代替人类驾驶员进行汽车试验的汽车驾驶机器人系统.介绍了驾驶机器人系统的组成、汽车性能自学习算法及控制系统的设计.最后,给出了驾驶机器人用于排放耐久性试验的实车试验结果,结果表明驾驶机器人车速跟踪控制精度满足汽车试验的要求,重复性好,验证了驾驶机器人控制性能的有效性.     

面向病房巡视的服务机器人目标搜寻

为了解决现阶段病房巡视任务中出现的巡护不及时等问题,利用服务机器人进行病房巡视,完成病人的基本信息验证、病人治疗信息获取等巡视任务.提出了基于贝叶斯理论的面向巡视任务的机器人控制策略,该策略利用机器人的当前位姿、规划的路径,与当前的视觉图像相结合,进行机器人控制;提出了由粗到细的多模式目标表示方法,融合RFID、特征和...     

一种混合输入并联拟人步态康复机器人的机构设计与分析

针对缺少适于在社区与家庭中使用的康复机器人的现状,研制了一种适于偏瘫患者在社区与家庭中进行不同步幅康复训练的新型机器人.通过探索正常步态及患者康复过程中步态运动的特点,结合社区与家庭的使用要求,基于并联机构设计了一种步幅可变的混合输入康复机器人.以身高185 cm成人的正常步态为设计依据对机器人训练机构进行了尺寸综合分析,并对其运动学、工作空间、控制规律进行了分析与仿真,在理论上证明了该设计方案的可行性.样机试验结果表明,该机器人可通过改变曲柄长度和调整杆角度使受试者实现肩、膝关节活动度分别为-14.8?~23.7?、1.8?~66.5?,步长68 cm以下的步态运动.     

机器人房间

随着社会上老龄人口的不断增加,甚至老龄化社会的到来,对护理人员的需求越来越大。为了保持人们愉快的生活方式,用机械化和机器人化的系统来支持人们的日常生活已成为一种必然趋势。日本的老龄化问题较其它国家更为严重,所以在这方面投入的人力物力也更大,相继推出了机器人化轮椅、病人护理机器人、病人康复机器人等。最近日本又研制成功了一种机器人房间。所谓的机器人房间不是指一个有大量机器人的房间,而是房间本身是一个机器人。     

球形机器人姿态模糊PID控制研究

论文尝试研制一种大尺寸球形机器人姿态控制问题,其中利用模糊PID控制算法初步解决了球形机器人的平衡及运动控制的问题。论文在大尺寸球形机器人转弯运动分析基础上,提出通过控制球形机器人姿态来控制球形机器人转弯半径的方法,建立姿态调整的动力学模型,并进行仿真分析及其运动特性分析,并针对球形机器人的控制问题,提出了相应的控制策略。通过对动力学模型的传递函数进行控制分析,找到使系统达到满意的性能指标。根据实际控制中执行机构特点,提出了一种改进的PID控制模糊PID控制算法,并进行了试验研究。通过仿真与试验表明:模糊PID控制算法对球形机器人姿态调整控制有良好效果,使该算法在外界地形保持不变时能够较好的适应该地形,并实现控制要求。     

迷宫机器人中使用红外传感器测距的研究

本文介绍一种使用红外传感器快速测量迷宫机器人与迷宫隔墙之间的距离并进行墙壁判断和直行姿态调整的方法,给出了相应的电路设计和软件设计方案.试验结果表明,设计方案可行,迷宫机器人工作稳定、可靠.     

基于Solidworks的双足步行机器人质心运动分析

对双足步行机器人用Solidworks进行了三维造型,通过利用Solidworks中motion模块对质心在Z轴方向的位移波动范围和运动轨迹进行分析,进而对腿部长短设计进行比较,并在此基础上提出了一种稳定性试验研究方案,为双足机器人稳定性的研究提供了一种新方法.     

基于Webots的蛇形机器人翻滚运动仿真及实现

针对蛇形机器人的侧向翻滚运动,给出一种建立正交关节蛇形机器人三维空间运动模型的方法,提出了一种更为简单的实现蛇形机器人侧向翻滚运动的舵机输入函数.通过选择不同的控制参数,可以实现蛇形机器人"U"字形和"V"字形侧向翻滚运动.在Webots移动机器人仿真软件上进行正交关节蛇形机器人翻滚运动仿真,并在蛇形机器人本体上进行试验,验证了所提控制规律的有效性.     

武术擂台赛无差别组机器人目标搜寻策略

主要对武术擂台赛无差别组机器人进行了介绍,通过灰度传感器与红外传感器检测,对障碍棋子、对方机器人与自身环境的判断,设计出一种机器人有效且安全的目标搜寻运动路径控制策略,增强了机器人在武术擂台赛中的竞争力。     

冗余驱动仿壁虎机器人运动学分析与仿真

研究仿壁虎机器人处于多足吸附支撑状态时,出现冗余驱动问题,机器人驱动难度较大,为协调机器人各关节运动和姿态控制,讨论了一种冗余驱动的仿壁虎四足机器人的自然约束条件,推导了机器人三足吸附状态时冗余驱动变量与独立驱动变量的位置和速度关系,建立了机器人机体正运动学方程,同时建立了机器人的逆运动学方程,用来验证正运动学方程的正确性.机器人正运动学方程是一个高次方程,有16组解,数字仿真结果表明只有一组解满足实际模型要求.逆运动学分析结果及仿真结果验证了正运动学的正确性.