文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
并联式踝关节康复机器人系统设计
姓名:于海波
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:赵铁石;李仕华
20060201
摘要提出了两种新型的三自由度并联踝关节康复机器人机构——甊/占本文以设计新型并联式踝关节康复机器人系统为研究目的。根据踝关机构和疭对顶双锥机构,实现了三个自由度的踝关节康复运动。的方法建立了该机构的一阶影响系数和二阶影响系数矩阵,并得出了速度节康复的需要以及相关的医学知识,详细的分析了踩关节的损伤、组成、结构、治疗和康复方法。在此基础上,对踩关节康复机器入机构、运动学及擦裁系统进行了研究。酋先,结合解剖医学、临床医学、康复医学等稠荚知识,分析了踝关节的损伤并进行了康复运动建模。针对踝关节康复运动训练的需要,本文其次,分析了疭窳间机构和疭对顶双锥机构的特点,通过软件得至怂堑墓ぷ髦先蟆=岷硝坠亟诳蹈囱盗非撸徊椒孛居了它们的运动学闻题。褥到了疭空闯并联橇构妁位梅慈记导出了该机构速度正反解;得到了疭并联机构位匿正反解,通过求导正反解和加速度正反解。最后,在分析了传统的テ刂品椒ǖ幕∩希疚奶岢隽嘶于运动控制器的踝关节康复机器人控制系统方案。详细地叙述了硬件系统设计和帮软O低潮I杓乒蹋⒍愿孟低辰辛说魇浴荚键词躁关节康复机器入;空间疭机构;空间疭对顶双锥机构;工作空间;位置正反解;控制系统
,.,耬./.疭,瑆./;Ⅱ
导师签名:毒钦疋日期:础年煳≯碉作者签字象作者签名:粝燕山大学硕士学位论文原创性声明燕山大学硕士学位论文使用授权书日期:≯彳年乒月勉日本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《躁关节康复梳器人系统设计》,是本人在导师指导下,在燕【【笱Чザ了妒垦黄诩涠懒⒔醒芯工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成采。对本文豹磷究工作做崮黧要贡献兹个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《踝荚节康复机嚣入系统设计》系本人在燕大学玫读硕士学位裴阍在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有,本人如需发表将署名燕笱5谝煌瓿傻ノ患跋喙厝嗽薄1救送耆私燕山大学关于保存、嫒羽学位论文的援定,同意学校保留荠翔有关部门送交论文的笈件和电予版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密口,在年解密后适用本授权书。本学像论文属于不保密蠢朐谝陨舷嘤Ψ借枘诖颉啊獭
第滦髀概述机器人是可以熏复编程、基于传感器的机械电子系统,可以完成对人人技术、嗣“箕视謦像技术、计算机控裁技术帮微戗伤外科技术撼结合,研医院的开支等方面带来一系列的技术变革,也将改变传统医疗外科的许多概念,对新一代手术设备的开发与研制,对人工假体的设计,对医学的教学的雄动作用【俊类活动有益的一些工作【俊K孀殴ひ底远⒑教臁⒑Q蟆⒑斯ひ档攘煊的发展,智能机器人技术的应用越来越广泛【S曛悄芑魅胂低车氖佃不仅决定于机器入的结构和机器人控制特性,更重耍的是系统必须具有多传感器葶秘智能控制系统【。近年来,世界机器人技术镁域出瑰了黧大貔调整,枫嚣人的应用领域已不再局限于传统的制造业,其重心从制造业向非制造业、从第二产业向第一产业和第三产业转移,尤其是东医疗领域得到了飞速的发展。同时,由于人类文明的进步和生活水平的提高,也推动了医学机器人工程的发展,促进了医用领域的自动化和机器入化【。医用祝器人已经成为国际祝器人领域的一个前沿研究热点,正日益受到人们的关注【。医稚机器入主要包括外科手术机器入、潦复机器入和医院骚务枕器人等。在医用桃器人系统中,医疗外科机器人的研究最为突出,占脊耜当重要灼地位。由于医务工作人员与科学工程技术人员的紧密配合,将先进的枫器究开发了许多类型的医用外科手术机器人系统,有的系统已应用于临床实践,一些研究成果已湿示出巨大的潜在经济和社会效益】。这方西的研究不仅在提高手术的质量、减少手术创伤、缩短病人的恢复周期、降低病人和与骈究,对牺康域家庭豹护理及康复王程等方蘑的发展也将产生深远豹影嘛,并对机器人技术、计算机虚拟现实技术、帆械电子学技术等相关学科的理论与技术发展也产生了积极
形导航、虚拟临场、多媒体通讯、遥操作研究掣J导っ鳎⒄挂搅望医疗机器人系统的研究能生成一个新的经济增长点——医用机器人的生迄今为止,国内外已研究和开发了多种医用机器人系统,适用的手术范围也越来越广泛,有的己商品化,并用于临床手术】。医疗外科机器人系统的不断发展,从理论和应用上也提出了有待于进一步深入研究的问题,特别是适用于外科手术的机器人系统设计、系统集成和临床应用研究【。在医疗外科机器人系统的研究领域,国外由于资金雄厚和国家重视,医疗外科机器人系统