六自由度外骨骼式上肢康復機器人設計的開題報告

六自由度外骨骼式上肢康復機器人設計的開題報告一、選題背景隨著人口老齡化的加劇，上肢功能障礙患者數(shù)量不斷增加，如中風、外傷等導致的上肢功能障礙，這些障礙給患者的生活造成了巨大的影響，也給醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)帶來了重大的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種能夠協(xié)助上肢功能障礙患者康復的機器人具有重要的意義。目前市場上的上肢康復機器人大多數(shù)為二自由度機器人，只能進行簡單的四肢上下活動，而隨著對機器人康復應用需求的不斷提高，六自由度機器人由于其更加靈活、全面的特點而成為了研究熱點。二、選題意義1.解決臨床康復問題。上肢康復機器人可以幫助康復醫(yī)師為患者提供基本的康復護理，促進患者的早期康復和前往社會的迅速恢復。2.開發(fā)高精度康復機器人?？祻蜋C器人具有高度的控制和定位能力，對于許多需要高精度康復的臨床情況具有重要意義。3.提高康復效果?？祻蜋C器人在康復治療中的應用可以提高康復效果，縮短恢復時間，提高患者的生活質量。4.產業(yè)化推進。具有高精密度、完整功能的上肢康復機器人將成為產業(yè)化推進的重要方向，推動相關產業(yè)的快速發(fā)展。三、設計思路本文將設計一款基于六自由度的外骨骼式上肢康復機器人，通過研究人類上肢運動的動力學特性來確定機器人的關節(jié)的自由度數(shù)量，然后通過建立機器人的數(shù)學模型和控制算法，實現(xiàn)機器人對患者上肢的控制。四、技術路線本研究的技術路線如下：1.設計機械結構。根據(jù)人類上肢的運動學和動力學特性，設計符合人體工學的機械結構。2.軟硬件集成。將研究中所得到的機械結構與控制算法進行軟硬件集成，并通過實驗驗證所設計的機器人的控制能力。3.實驗驗證。通過實驗驗證設計的機器人在康復方面的應用效果。五、預期成果本研究預期達到以下成果：1.實現(xiàn)基于六自由度的外骨骼式上肢康復機器人的設計與制造。2.研究和掌握機器人動力學控制算法，實現(xiàn)機器人對患者上肢的控制。3.進行實現(xiàn)驗證，驗證所設計的機器人在康復方面的應用效果。4.為上肢康復機器人的發(fā)展和產業(yè)化提供技術支持。六、擬解決的關鍵問題1.機器人結構設計。根據(jù)人類上肢的運動學和動力學特性，設計適合的機械結構。2.動力學算法。通過研究機器人運動的力學特性，達到精準控制機器人的目的。3.運動軌跡規(guī)劃。通過規(guī)劃機器人的運動軌跡，實現(xiàn)機器人對患者上肢的控制。4.實驗驗證。通過實驗驗證所設計的機器人在康復方面的應用效果。七、研究進度1.方案設計：2021年11月-2022年1月2.機械結構設計：2022年1月-2022年3月3.控制算法研究與設計：2022年3月-2022年5月4.軟硬件集成：2022年5月-2022年7月5.實驗驗證及評估：2022年7月-2022年11月6