工业装配外骨骼机械臂承重性能研究

机械臂是工具支撑型工业装配外骨骼非常重要的一部分,它对工具的稳定支撑有着重要影响,直接决定此类外骨骼的使用性能。结合现有仿人机械臂的设计方法,以国内成年男子手臂尺寸为依据,基于弹簧连杆机构设计了一款用于工业装配外骨骼的机械臂。根据弹簧连杆机构的静平衡系统,阐述了工业装配外骨骼机械臂支撑以及承重的基本原理,证明了机械臂减重的可行性。为研究工业装配外骨骼机械臂承重性能,基于现有外骨骼模型进行了9组两弹簧机构连杆初始角度为不同θ₁、θ₂的仿真试验,并利用逆向仿真方法得到了不同条件下机械臂举升高度与举升力之间的关系曲线。为了更方便地研究机械臂承重性能,针对此机械臂提出了有效承重区间的概念。仿真试验结果表明,减小初始角度可以得到更大的有效承重区间,θ₁对整个机械臂承重性能的影响比θ₂大;具有较大初始角度的机械臂能够增强工具的稳定性。研究结果证明了基于弹簧连杆机构的机械臂能够很好地应用于工业装配外骨骼,为此类外骨骼机械臂的研究和设计提供了参考。     

外骨骼穿戴式康复机器人研究综述

本文介绍了几种典型的外骨骼穿戴式康复机器人系统,包括外骨骼上肢、下肢和手指康复系统。分析外骨骼穿戴式康复系统的结构特点和功能原理,总结外骨骼康复系统的核心技术,展望未来的发展趋势。     

柔性机械臂控制系统的实验研究

本文首先介绍了伺服动下的柔性机械臂主动控制实验系统,在该实验系统上,采用PD控制策略实现关节转角的大范围的刚体运动,为抑制运动过程中的激发的柔性梁的弹性振动,采用近似的线性化的动力不模型,设计基于LQR方法的弹性模态模态器,抑制柔性梁上的弹性振动,并取得了预期的实验效果,实验结果表明该控制中,并比单纯的的PID控制更加有效。     

9DOF全方位移动机械臂运动学及其控制系统研究

为了快速并精确地求解一类冗余移动机械臂的优化逆解,提出了一种将关节局部优化法、解析法和遗传信赖域优化搜索算法相结合的冗余机器人运动学求逆方法.该方法首先利用关节等效法和局部优化法将优化算法需要求解的运动关节变量减少,然后使用解析法把机械臂的剩余关节变量用移动平台的运动参变量表示,引入关节最佳柔顺性准则构造只包含移动车运...     

臂式斗轮堆取料机新型控制系统的设计

介绍以工业控制计算机为核心部件,将可编程控制器技术、现场总线技术及计算机通信和管理技术相结合,应用于大型散料输送装备——斗轮堆取料机,建立了具有实时监控和管理能力、故障诊断能力,并可实现遥操作和远程技术跟踪服务的斗轮堆取料机控制及通信系统。     

臂式斗轮堆取料控制系统分析

臂式斗轮堆取料机是一种广泛应用于港口、电厂等区域的散料堆取设备。随着我国经济的快速发展各港口所需要装卸的货物量快速增加,通过做好臂式斗轮堆取料机的应用将有助于提高散料货物的装卸速率,提高港口的散装货物的进出口能力。在做好臂式斗轮堆取料机应用的同时需要积极做好臂式斗轮堆取料机电气控制系统的研发与应用,并借助于现今高速发展的电子、通信技术在臂式斗轮堆取料机的电气控制中构建智能化的控制系统,提高臂式斗轮堆取料机的智能化程度。     

上肢镜像康复机器人控制策略研究

镜像疗法是促进偏瘫患者上肢运动功能康复的有效疗法,结合镜像疗法的机器人可通过促进双侧运动易化患侧的运动通路。为此,研究上肢镜像康复机器人的控制策略。基于传统镜面治疗方法设计了上肢镜像康复机器人系统,提出了基于参考轨迹的镜像训练。同时提出了基于分段三阶Bezier插值的轨迹优化方法,优化机器人运动轨迹。考虑到患者患侧与机器人的交互需求,开发了由引导力场和约束力场组成的力场控制算法,协调患侧主动运动与镜像训练动作。开展镜像康复训练实验,验证了力场控制算法的良好性能。     

上肢腕关节康复机构的设计研究

为了克服人类由于意外事故、先天缺陷、疾病、战争和机体老化等因素产生的腕关节功能障碍或者疾病,本文设计研究了上肢腕关节康复机构。首先介绍了腕关节的结构和工作原理,然后利用ADAMS软件建立了三维模型,并施加了一定的约束,实现了腕关节康复机构的运动学仿真和分析,促进了腕关节的康复运动,为腕关节康复机构的动力学分析和优化设计提供了技术方法。     

柔性机械臂研究方法浅析

随着宇航业及机器人业的飞速发展，出现了越来越多地采用由若干个柔性构件组成的多柔体系统。本文对柔性机械臂研究控制方法进行了分析。希望本文的研究能为相关领域的研究起到抛砖引玉的作用。     

下肢康复用并联式外骨骼膝关节的设计

提出了下肢瘫痪病人康复用并联式外骨骼膝关节的设计方法.通过分析传统单自由度转动副和多连杆机构的不足,采用平面二自由度并联机构对膝关节外骨骼化,以提高外骨骼膝关节的仿生性和通用性,并提出了该机构辅助人体膝关节进行康复训练的实施方案.在运动学分析的基础上,以满足人体正常行走时膝关节的运动范围要求和提高机构运动学性能为目标进行了结构参数优化设计.初步分析表明,该机构用于下肢瘫痪病人康复训练时具有仿生性高和通用性强的特点.     

上肢中风自动康复设备

真实的感觉反馈,可以让机器人针对不同患者做出正确回应 大约有40万人受到中风的困扰．康复是治疗的重要部分．其目标是改善患者身体机能．使其尽量能够独立生活。     

上肢康复机器人专利申请分析

本文通过对上肢康复机器人领域专利文献的收集、标引和梳理,对涉及运动自由度、结构设计方式、运动控制方式和驱动方式等上肢康复机器人技术的专利文献的技术拆解,分析了上肢康复机器人专利申请情况。     

单轴机械臂系统的

针对机械臂系统在Hamilton体系下,给出一种有效的H∞控制策略和精细的数值计算方法.首先建立了系统的动力学方程,进而利用控制理论中针对扰动衰减问题的H∞控制策略对动力系统进行了控制研究.在数值模拟过程中,摒弃了传统的差分类计算方法,采用建立在线性系统的时程精细积分算法对状态方程及代数黎卡提方程进行了求解,最后通过数值例题说明了文中方法的有效性.     

桌面机械臂产品语义通用性研究

目的为提高桌面机械臂的用户接受度,提出产品语义通用性概念,得到一种合理有效的设计方法。方法运用视觉动力学理论,分析现有桌面机械臂外观,提取其形态中包含的设计元素,总结造型方法;根据视觉动力数量与产品语义的联系建立等级,完成对产品语义的量化描述;通过层次分析法分析桌面机械臂在用户年龄、用户性别、产品使用场景的产品语义通用性权重,结合两方面的结论对其进行设计从而得到目标产品语义。以桌面机械臂外观造型设计为例,验证设计方法的科学性。结论视觉动力学理论可以帮助构建产品外观与产品语义通用性的关系,与层次分析法结合能指导桌面机械臂的设计。     

基于物联网远程控制的上肢康复机器人系统研究

设计了一种基于物联网的远程控制上肢康复机器人系统。该系统通过位置传感器和扭矩传感器分别采集机器人机械臂的位置和力矩信息,由STM32控制器将其传输给上位机,经过处理后发送控制命令给下位机STM32控制器,从而控制康复机器人电机驱动;在客户端显示上肢康复机器人数据信息,同时通过互联网,服务器和客户端可以进行数据信息和视频信息传输,服务器端远程控制客户端患者进行康复训练。实验证明,该机器人系统可以实现不同模式下的康复训练,同时服务器端可以远程控制客户端,从而表明该上肢康复机器人系统的设计是可行和有效的。     

面向社区的脑卒中患者上肢康复产品设计研究

目的 为提高脑卒中患者上肢康复训练的主动性和积极性,改善当前因训练枯燥乏味导致的训练中断情况。方法 首先,通过对医院和康复机构的实地调研,以脑卒中上肢康复训练理念及技术为核心,分析现有上肢康复训练产品的优势及不足,研究脑卒中上肢康复治疗模式提取相应上肢运动特征;其次,选择国内外流行的几款情景游戏,分析其情景特点和操作方式;最后,将脑卒中患者上肢康复训练动作与经典游戏情境相匹配,探究两者结合的可行性。结果 从设计学的角度出发,通过多学科、交叉性设计研究,为脑卒中患者设计了一系列趣味性上肢康复训练产品。结论 经康复训练实验验证,该系列产品在提高患者主动训练意识、训练效率及效果等方面具有显著优势。     

基于CATIA的可穿戴下肢康复外骨骼人类工效学研究

为改进和完善偏瘫患者处于穿戴下肢康复外骨骼期间的人机耦合舒适性,运用CATIA(computer aided three-dimensional interactive application)人类工效学模块对偏瘫患者的运动形态进行虚拟仿真,将外骨骼设备作为研究方向,着重进行整机系统中人、机关系的剖析,在此基础上应用人类工效学理论对康复外骨骼设备作出人机工学设计、人机校定和评估。经过仿真分析及人机评估系统的研究表明,应用该设计方法使下肢康复外骨骼的空间适配和人机系统更好地达到偏瘫患者舒适度需求的要求。     

机械臂连杆设计探讨

对圆形空心截面和矩形空心截面机械臂进行对比分析,认为空心方形(矩形特例)截面优于空心圆形截面机械臂连杆的刚度.运用卡氏定理对相同条件下直杆状和弯杆状机械臂连杆末端的变形量进行计算,对比两者变形量的大小,直杆状小于弯杆状机械臂连杆.为进一步验证连杆变形量比较的计算结果,采用Solidworks Sinulation软件对空心方形弯杆和直杆的受力变形进行了仿真.     

偏瘫老人上肢功能延续性康复服务模式研究

目的 探索基于我国现有康复体系的偏瘫老人康复服务模式,通过完善康复服务平台并设计适用于居家康复的产品,实现偏瘫老人从医院回归家庭的康复延续性。方法 对北京地区医院、社区等服务组织和典型住宅小区失能老人实地调查,采用定性定量的研究方法,分析偏瘫老人生理、心理特点及康复服务需求,总结我国康复体系及北京偏瘫老人康复服务现状。运用服务设计方法,以偏瘫老人为核心,整合康复资源,进行社区康复服务与产品设计。结果 搭建出联结各方利益相关者的五方联动延续性偏瘫康复服务平台,实现医疗资源的角色分工及康复信息的双向顺畅传递;设计出一款与服务配套的智能上肢康复辅具,提供个性化康复训练方案,实现居家康复科学性。结论 以偏瘫上肢康复为例,整合创新延续性康复服务模式、平台和辅具的联动作用,为偏瘫老人居家康复提供可能,加快其功能康复进程。