一种新型上肢康复机器人设计与分析

针对现有康复机器人系统的不足,设计了一种新型3个自由度上肢康复机器人结构,采用Denavit—Hartenberg（D—H）方法建立了机器人运动学模型,并分别进行了正运动学和逆运动学分析,应用Matlab和ADAMS软件分别从理论计算和三维模型仿真方面对该机械结构进行了位移、速度和加速度的分析和比较,仿真结果和样机的实验结果证实了设计的可行性。     

一种新型上肢康复机器人设计与分析

针对现有康复机器人系统的不足,设计了一种新型3个自由度上肢康复机器人结构,采用Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立了机器人运动学模型,并分别进行了正运动学和逆运动学分析,应用Matlab和ADAMS软件分别从理论计算和三维模型仿真方面对该机械结构进行了位移、速度和加速度的分析和比较,仿真结果和样机的实验结果证实了设计的可行性。     

一种气动驱动新型上肢康复机器人

结合临床康复医学理论及临床康复经验对上肢康复机器人方案进行研究,设计了一种应用于偏瘫患者康复训练的气动式上肢康复柔性机器人,进而将气动技术的安全性、柔顺性应用到康复领域中来,有效地实现了患肢由完全被动到以被动为主逐渐到以主动为主,最后康复到完全主动训练过程的适宜模式.     

上肢康复机器人的结构设计

针对脑卒中患者对上肢康复训练需求较大的问题,对上肢康复机器人进行了结构设计。这一上肢康复机器人选用医学上肢康复最常用的五个自由度结构作为基本构造,组成肩关节、肘关节、腕关节、机架四个部分,能够适应不同患者的手臂长度。通过电机控制各构件的不同旋转角度,进而控制上肢康复机器人运动,完成各种动作。建立运动学模型,得到上肢康复机器人的Denavit-Hartenberg坐标系和参数。     

上肢康复机器人关键技术研究进展

上肢运动功能的丧失或减弱严重降低患者生活质量,机器人助力康复训练技术能有效地促进患者上肢运动功能的恢复.本文对上肢康复机器人现状进行了文献追踪研究,将上肢康复机器人分为外骨骼式和末端牵引式两大类,并围绕各自的结构、驱动形式、人机交互性、控制策略、训练模式、适用关节等多项技术进行总结对比,提出了上肢康复机器人在医、工结合...     

一种上肢康复机器人的运动仿真与实验研究

近年来中风患者日益增多,针对中风患者上肢康复训练等问题,提出了一种新型的上肢康复机器人,建立了该康复机器人的运动学反解方程,对"8"字形",0"字形",1"字形等典型康复轨迹进行了仿真与实验研究。首先建立运动曲线,并利用MATLAB编程生成轨迹曲线,其次在ADAMS环境中建立机构的虚拟样机,通过仿真可以看出速度和加速度平滑连接,没有突变现象,最后通过实验证明了机构的合理性以及运动学反解的正确性。该研究对后续的动力学以及控制系统的设计奠定了基础。     

基于互联网的上肢康复机器人

为弥补常规上肢康复机器人的缺点,研发了一种基于互联网的上肢康复机器人.介绍了这一上肢康复机器人的系统架构、硬件平台和软件平台,并进行了试验.这一上肢康复机器人可以融入现有临床实践,对患者训练轨迹进行全向覆盖,将康复治疗地点拓展至社区和家庭.     

上肢康复机器人运动学分析与康复运动规划

在分析五自由度外骨骼式上肢康复机器人特点的基础上,对康复机器人运动学与康复运动规划进行了研究。选用几何法逆运动学分析,在逆解存在多组解的情况下,以"关节运动程度均衡"作为评价标准来选取一组适合康复运动的解。提出了3种康复运动模式,并针对这些模式进行康复运动规划,以实现安全康复运动功能。     

一种偏瘫上肢复合运动的康复训练机器人

介绍了一种用于偏瘫上肢复合运动的康复训练机器人,该机器人可以带动患者患肢完成大范围、大幅度的复合动作训练,并可以实现主动、被动、抗阻、助力等多种训练模式,同时具有较高的安全性。     

基于拓扑优化的工业机器人大臂的轻量化设计与分析

为实现工业机器人轻量化、提高负载自重比和减少能耗的目标,以某20kg负载搬运工业机器人大臂结构为研究对象,对其进行了结构优化设计分析.通过构建动力学模型获得工业机器人大臂在极端工况下的关节载荷,对其进行静动态特性分析,找出可改进的薄弱部位,并对其进行拓扑优化和模型重构.结果 表明,在质量减轻8.67％的同时,变形、应力及振型频率均有不同程度改善.     

一种机器人大臂机构的结构优化

针对机器人大臂机构中存在的个别构件强度不足、安全性不够,以及其它一些构件强度、刚度储备过大,造成整体结构过于笨重等问题,利用有限单元法对各构件进行变厚度分析,得到厚度与强度之间的变化曲线,并利用这些结果进行结构优化,对大臂机构中的关键构件进行改进设计,在不改变总体结构和满足强度、刚度要求的前提下,通过改变各板的厚度,调整整个装置质量的分配,得到良好的刚度、强度匹配,既保证了构件和机构整体的安全性,又提高了经济性.工程实践证明,这种技术路线是可靠的.     

上肢康复机器人结构的谐响应分析

应用ANSYS谐响应仿真技术,对上肢康复机器人的振动检测工况进行数值仿真,进行整机结构的模态分析,获得整机结构的频率和振型。同时采用谐响应分析技术,模拟5～35 Hz频率范围内的振动幅值。谐响应分析结果可以为上肢康复机器人的结构设计提供参考,避开共振点,减小振幅,进而实现结构优化。     

微力矩反馈自适应耦合运动控制上肢康复机器人结构及控制系统设计

针对上肢运动障碍的患者数量逐年增多,设计了一种微力矩反馈自适应耦合运动控制上肢康复机器人.根据上肢康复训练要求,完成了机器人的机械结构设计,进行了运动学及动力学分析.并针对微力矩反馈自适应耦合运动控制策略进行了研究,利用患者人体的主动运动意识,充分发挥患者已恢复的运动能力进行微力矩实时反馈自适应耦合运动控制.最后,通过实验进行验证,达到了预期目标.这种运动控制方法进一步提高了上肢康复效果.     

关于上肢康复机器人机构参数的研究

本文在对上肢康复机器人的使用要求分析基础上,对其训练动作、机构自由度、运动参数和设计方案进行了研究,为上肢康复机器人的产品设计打下了基础。     

一种串并混联的上肢康复机器人轨迹规划研究

随着我国脑卒中患者数量不断增加,机器人技术在脑卒中患者康复训练中将被大面积运用,而康复机器人的轨迹规划能力将直接影响其使用性能和实践应用,针对此问题,以一种串并混联上肢康复机器人为研究对象,使用向量法对该康复机器人进行了逆运动学分析,提出了一种基于五次B样条曲线的规划算法对该康复机器人进行了轨迹规划,使用Matlab仿真了复杂三维康复运动曲线,并在自主研发的上肢康复机器人实验平台上进行了多种类型康复轨迹实验,实现了新型串并混联上肢康复机器人康复轨迹的个性化。结果表明,根据治疗师输入的康复点位序列,可以快速生成光滑、平顺的康复轨迹,并且在实验平台上准确执行,验证了轨迹规划算法的正确性、可行性。     

基于虚拟现实技术的三自由度上肢康复机器人系统

研究了一套基于虚拟现实技术的3自由度上肢康复机器人系统.机器人传递运动部分采用连杆机构和3重轴;控制单元采用数字信号处理器（DSP）,绝对式编码器采集各轴旋转位置、方向信息,磁粉制动器实现各轴的负载、制动;人机交互方面,患者操作机器人末端手柄做虚拟现实技术开发的虚拟游戏.该系统能够提高患者的主动性和实现3自由度康复训练运动.     

喷涂机器人机械臂运动轨迹优化

喷涂机器人机械臂是工业自动化的重要部分,需对其的运动轨迹进行优化。为了使机械臂更好地融入到自动化生产中,首先建立了机械臂的三维模型。基于Bezier建立了机械臂运动轨迹的曲线模型,并求解出了曲线表达式;同时使用三角Bezier得到机械臂运动轨迹的曲线模型,并将求解结果与Bezier曲线计算结果相比较,得到两种优化方法的差异性。研究表明：采用三角Bezier曲线进行机械臂的运动轨迹规划,可以使关节的角加速度和角加加速度都连续,有效地防止它在工作过程中发生振动和冲击。     

具有关节力矩反馈的上肢康复机器人设计

康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外骨骼设计的有效性,对其结构设计进行了阐述,并对其分别进行了运动学和动力学建模,通过Matlab对终端活动范围进行了仿真,并对样机的单关节和整体性能进行了测试,实验数据显示这种驱动关节和康复机器人设计表现出较好的控制性能,有良好的研究前景。     

两肢通用型上肢康复机器人系统设计与研究

随脑卒中等上肢运动功能障碍患者逐渐增多，上肢康复机器人的应用越来越广泛。针对现有上肢康复机器人存在质量较大、结构不紧凑、人机融合性差、移动不便以及仅适用于单侧肢体康复等问题，设计了一种满足左右两肢康复的通用型外骨骼上肢康复机器人。首先对上肢康复机器人整体结构采用SOLIDWORKS进行建模；其次围绕上肢康复机器人控制系统，阐述了机器人基于CAN总线的软硬件系统开发；最后，为验证设计的准确性，使用ADAMS进行了运动学和动力学仿真，加工出实物样机，进行多种模式的康复训练实验。实验结果表明：所设计上肢康复机器人可满足患者康复训练需求。     

有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用

针对协作机器人轻量化和动态特性的问题,本文提出了一种联合整体有限元分析和局部拓扑优化的机器人轻量化方法,并将其应用于设计一款六自由度协作机器人。该方法通过对整体进行有限元分析得到要优化部件的载荷及边界条件,从而基于上述条件对该部件进行拓扑优化,得到优化结构。优化结果表明优化后结构相对于初始结构整体减重4.83 kg,仿真结果为末端位移减小至2.57 mm,实测为2.88 mm,均达到目标要求,同时将整机六阶固有频率提高11.30%左右,高于当前文献所采用的拓扑优化所提高的1.69%。最后面向交叉韧带定位实验证明了该方法的有效性。