基于神经修复理论肩关节康复机构的研究

发布时间：2017-08-24 13:31

  本文关键词：基于神经修复理论肩关节康复机构的研究

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【摘要】：现在我国偏瘫患者需要大量的康复技师进行辅助康复训练,而康复机器人依据机器人原理,通过控制康复机构运动来辅助偏瘫患者进行康复训练,可以加快神经细胞再生,尽快建立神经系统控制环路,从而使患者产生自主运动。课题基于神经修复理论研究一种肩关节康复机器人,主要研究内容如下:研究了当前国内外康复机器人研究的现状,阐述了人体关节损伤后进行神经修复的传统理论和修复方法,在此基础上提出了一种便于肢体关节神经修复的信号叠加相互方法。对肩关节的运动形式进行了深入的探讨和研究,设计了一个串并混联的三自由度肩关节康复机器人,具有定位精准,适应性好的特点。另外,在基于肩关节康复机器人的机构本体上,利用矢量法对其进行了正反解分析,并借助Matlab编程软件绘制出了的三维工作空间图。利用Creo2.0三维建模软件建立了肩关节康复机器人的三维模型,进行了神经修复初期的运动康复训练时的运动学仿真分析,分析结果显示在康复训练中机构的速度、力、力矩等因素变化均匀,没有出现跳点,仿真结构显示该机构可以满足肩关节康复训练的基本要求,验证了机构设计的合理性。依据有限元理论对肩关节康复机器人的构件进行了应力应变的分析,得到了该机构的应力应变云图,以应力和应变的分析结果为依据,对机构进行了结构的优化,并最终得到了该肩关节康复机器人的结构尺寸,并进行了优化后的机构的设计。
【关键词】：康复机器人 神经修复 工作空间 运动仿真 有限元
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH112;TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外发展状况10-16
• 1.2.1 国外发展状况10-13
• 1.2.2 国内发展状况13-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第2章 神经修复方法研究18-25
• 2.1 偏瘫康复治疗的难点18-19
• 2.2 神经修复的基本理论和内容19-20
• 2.2.1 神经修复理论19-20
• 2.2.2 神经修复的内容20
• 2.3 神经修复的方法20-22
• 2.4 针对于软瘫期的信号叠加法22-24
• 2.5 康复机器人的设计要求24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 机构设计与分析25-41
• 3.1 肩关节结构特点25-26
• 3.2 肩关节康复训练机器人机构原型的比较分析26-27
• 3.3 肩关节康复机构的分析27-31
• 3.3.1 机构原型的选择27-28
• 3.3.2 机构自由度计算28-29
• 3.3.3 位置分析反解29-31
• 3.4 工作空间分析的理论基础31-35
• 3.4.1 蒙特卡洛方法概述32
• 3.4.2 蒙特卡洛法求解工作空间32-35
• 3.5 肩关节康复机器人三维模型的建立35-40
• 3.5.1 机构设计35
• 3.5.2 三维建模35-36
• 3.5.3 肩关节康复机器人三维模型36-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 肩关节康复训练机器人的ADAMS仿真41-50
• 4.1 ADAMS软件简介41-42
• 4.2 肩关节康复机器人仿真模型的建立42-45
• 4.2.1 肩关节模型的导入42-45
• 4.2.2 模型的检验45
• 4.3 机器人运动学仿真分析45-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 肩关节有限元分析50-64
• 5.1 有限元分析基本理论50-55
• 5.1.1 有限元基本理论50-54
• 5.1.2 有限元方法基本步骤54-55
• 5.1.3 ANSYS软件介绍55
• 5.2 肩关节康复机构的静力分析55-60
• 5.2.1 静力学分析原理55-57
• 5.2.2 模型导入57-58
• 5.2.3 网格划分58-59
• 5.2.4 施加载荷与约束59-60
• 5.3 肩关节康复机构的优化60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-70
• 致谢70-71
• 导师简介71
• 副导师简介71-72
• 作者简介72-73
• 学位论文数据集73

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本文编号：731575