文档介绍：分类号 TP242 密级公开
UDC 621 编号 10299Z1303047
专业学位硕士学位论文
基于串联弹性驱动器的上肢康复机器人
设计与运动规划
Design and Motion Planning of Upper
Limb Rehabilitation Robot Based on Series
Elastic Actuator
指导教师王权教授孙东继高工
作者姓名杨成阳
申请学位级别专业硕士专业名称机械工程
论文提交日期 2016 年 4 月论文答辩日期 2016 年 6 月
学位授予单位和日期江苏大学 2016 年 7 月
答辩委员会主席
评阅人
2016 年 6 月
独创性声明
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本学位论文属于不保密 。
学位论文作者签名：指导教师签名：
年月日年月日
江苏大学专业硕士学位论文
摘要
脑中风幸存者中约 75 %的患者会患有包括偏瘫、面瘫、视力障碍、语言表达
障碍等，其中偏瘫是中风后最常见的症状。在脑重塑理论的基础上，肢体运动康
复得到了临床验证，让偏瘫患者看到了恢复肢体运动功能的希望。而临床的康复
训练，都是治疗师以一对一的方式徒手或者使用辅助器具引导病人完成肢体运动。
这种康复方式效率低，康复效果缺乏客观的参数，难以大规模普及。
随着科技的发展，许多科研团体研发出了用于肢体康复的机器人系统，开发出
与之相对应的康复模式，控制策略，让康复机器人在康复领域取得了很好的康复
效果。同时康复机器人具有良好的经济价值，这让康复机器人可以很好的应用到
偏瘫运动治疗中，弥补理疗师的缺陷，普及更多的偏瘫患者。
本研究在深入研究人体运动学基础和运动康复理论的基础上，结合国内外文
研究现状，设计了一种基于弹性驱动器的上肢康复机器人，进行了以下的研究任
务。设计出 5 自由度弹性绳驱康复机器人的总体方案，确定自由度的分配，建立
旋转关节模型，分析和设计弹性驱动方案。建立该驱动器的动力学模型，并分析
其动力学特性。建立康复机器人的连杆坐标系，通过 D-H 法建立外骨骼康复机器
人的运动学方程，求解康复机器人运动学的正/逆解和雅可比矩阵，运用 Matlab 和
ADAMS 验证机器人的运动学正解的正确性，通过 Matlab 求解康复