手指康复器机构设计及控制系统研究
发布时间：2020-12-05 02:06
手的运动功能是人类得以正常便利生活、学习和工作的基本保障。偏瘫患者及各种外力引起的手外伤是造成人手运动功能障碍甚至丧失的两个重要原因。康复器材主要用于患者的辅助性康复治疗,根据连续被动活动理论,患者可以在尽可能短的时间内恢复健康。纵观现有的手指康复器材,大多数要么运动形式单一,要么只有被动训练模式,因此患者不能得到全面有效的康复治疗。本课题提出了一种创新型手指康复器材,具有机械结构简单、训练模式多样化、性价比高等特点。首先,分析了手指的生物学尺寸、运动特点以及运动的自由度,将其作为手指康复器设计的理论依据;基于手指的运动特点将自由度合理简化,设计出了以带传动为主的机械结构;利用ANSYS Workbench对机构关键零部件进行有限元分析接着优化机构尺寸和外形。其次,对手指康复器进行运动学以及动力学分析,规划四指的运动轨迹,将其作为电机驱动器的控制设计要求,建立人机结合运动模型以及对其进行运动学分析,评估了不同手指长度患者的康复训练效果。最后,介绍整个机构的控制系统,并设计控制算法利用MATLAB对电机控制算法仿真,验证了下位机程序的有效性;针对康复器主动训练控制算法提出一种基于自抗扰控...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国的 Cybergrasp 康复机械手
图 1-1 美国的 Cybergrasp 康复机械手 图 1-2 美国的 Dextrous Hand Master(3) 意大利研发的智能康复机器手(Gloreha)Gloreha 是第一台针对早期手部康复训练的智能康复机器手，通过驱动患者的手端进行康复训练治疗，这款智能康复机器手可完成全范围手指屈曲-伸展练习穿戴轻柔舒适，在康复训练过程中，患者手部可达到无负重感，手掌可以自由完成 12 种同等精细动作，也可以进行实物操作训练。在康复训练的同时通过动导，即患者手部的运动与动画中手部的运动同步加以音频等多元素的综合刺激图 1-3)，能够对患者神经认知功能的恢复起到促进作用，大大缩短了神经康复和康复的治疗周期[30]。(4) 法国 KINETEC 公司的 Maestra 型便携式康复器法国 KINETEC 公司的康复器运动轨迹完全符合所训练部位的生理曲线，是一款、持续性、无疼痛范围内进行连续被动活动[31]，Maestra 能够使一根手指的 3 个同步运动，并且通过拇指对指功能正确复合握拳的被动运动(如图 1-4)， 运动轨配屈曲生理螺旋曲线[32]。
图 1-1 美国的 Cybergrasp 康复机械手 图 1-2 美国的 Dextrous Hand Master(3) 意大利研发的智能康复机器手(Gloreha)Gloreha 是第一台针对早期手部康复训练的智能康复机器手，通过驱动患者的手端进行康复训练治疗，这款智能康复机器手可完成全范围手指屈曲-伸展练习穿戴轻柔舒适，在康复训练过程中，患者手部可达到无负重感，手掌可以自由完成 12 种同等精细动作，也可以进行实物操作训练。在康复训练的同时通过动导，即患者手部的运动与动画中手部的运动同步加以音频等多元素的综合刺激图 1-3)，能够对患者神经认知功能的恢复起到促进作用，大大缩短了神经康复和康复的治疗周期[30]。(4) 法国 KINETEC 公司的 Maestra 型便携式康复器法国 KINETEC 公司的康复器运动轨迹完全符合所训练部位的生理曲线，是一款、持续性、无疼痛范围内进行连续被动活动[31]，Maestra 能够使一根手指的 3 个同步运动，并且通过拇指对指功能正确复合握拳的被动运动(如图 1-4)， 运动轨配屈曲生理螺旋曲线[32]。
本文编号：2898667
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国的 Cybergrasp 康复机械手
图 1-1 美国的 Cybergrasp 康复机械手 图 1-2 美国的 Dextrous Hand Master(3) 意大利研发的智能康复机器手(Gloreha)Gloreha 是第一台针对早期手部康复训练的智能康复机器手，通过驱动患者的手端进行康复训练治疗，这款智能康复机器手可完成全范围手指屈曲-伸展练习穿戴轻柔舒适，在康复训练过程中，患者手部可达到无负重感，手掌可以自由完成 12 种同等精细动作，也可以进行实物操作训练。在康复训练的同时通过动导，即患者手部的运动与动画中手部的运动同步加以音频等多元素的综合刺激图 1-3)，能够对患者神经认知功能的恢复起到促进作用，大大缩短了神经康复和康复的治疗周期[30]。(4) 法国 KINETEC 公司的 Maestra 型便携式康复器法国 KINETEC 公司的康复器运动轨迹完全符合所训练部位的生理曲线，是一款、持续性、无疼痛范围内进行连续被动活动[31]，Maestra 能够使一根手指的 3 个同步运动，并且通过拇指对指功能正确复合握拳的被动运动(如图 1-4)， 运动轨配屈曲生理螺旋曲线[32]。
图 1-1 美国的 Cybergrasp 康复机械手 图 1-2 美国的 Dextrous Hand Master(3) 意大利研发的智能康复机器手(Gloreha)Gloreha 是第一台针对早期手部康复训练的智能康复机器手，通过驱动患者的手端进行康复训练治疗，这款智能康复机器手可完成全范围手指屈曲-伸展练习穿戴轻柔舒适，在康复训练过程中，患者手部可达到无负重感，手掌可以自由完成 12 种同等精细动作，也可以进行实物操作训练。在康复训练的同时通过动导，即患者手部的运动与动画中手部的运动同步加以音频等多元素的综合刺激图 1-3)，能够对患者神经认知功能的恢复起到促进作用，大大缩短了神经康复和康复的治疗周期[30]。(4) 法国 KINETEC 公司的 Maestra 型便携式康复器法国 KINETEC 公司的康复器运动轨迹完全符合所训练部位的生理曲线，是一款、持续性、无疼痛范围内进行连续被动活动[31]，Maestra 能够使一根手指的 3 个同步运动，并且通过拇指对指功能正确复合握拳的被动运动(如图 1-4)， 运动轨配屈曲生理螺旋曲线[32]。
本文编号：2898667
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/2898667.html
