新型软体致动器的设计及在康复手套上的应用

发布时间：2023-04-21 22:47

　　中风等疾病往往会导致患者的部分肢体出现运动功能障碍,从而丧失生活自理的能力。而手作为日常生活中使用最频繁的器官,康复训练自然也是重中之重。本文旨在提出了一种软体致动器的新型结构,并将其应用于康复手套上,从而达到辅助手部偏瘫患者进行康复训练的目的。主要工作如下:首先,基于人手的生理结构进行相关研究,初步设计软体致动器的结构;依据D-H参数法建立软体致动器的空间运动模型,为软体致动器的结构设计提供理论基础;使用SolidWorks软件对软体致动器进行建模并利用ABAQUS对其进行变形仿真分析,从而对软体致动器的结构设计合理性进行理论验证,并通过对比不同结构得到较优的设计结构;对软体致动器的制作方法简要说明,包括模具设计、硅胶材料选择、具体操作步骤以及制作过程中的注意事项等。然后,设计软体康复手套的整体系统,包括驱动系统、执行系统、控制系统和传感模块等几个部分;确定软体致动器的驱动方式,设计对应的回路和电路,对相应的元器件进行选型;设计软体康复手套的控制系统,包括上位机控制和肌电控制两种方案,从而满足患者不同阶段的康复训练要求。最后,设计一系列实验对软体康复手套的结构和系统的可行性进行验证。...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题研究背景及意义
    1.2 手部康复机器人的国内外研究现状
        1.2.1 手部康复机器人的国外研究现状
        1.2.2 手部康复机器人的国内研究现状
    1.3 软体致动器的国内外研究现状
        1.3.1 软体致动器的国外研究现状
        1.3.2 软体致动器的国内研究现状
    1.4 本文研究内容及章节安排
第二章 软体致动器的结构设计和仿真分析
    2.1 软体致动器的结构设计
    2.2 软体致动器的运动空间分析
        2.2.1 参考坐标系的建立
        2.2.2 单个手指的运动学建模及运动空间分析
        2.2.3 软体康复手套工作空间分析
    2.3 软体致动器的变形仿真
        2.3.1 有限元法及仿真软件介绍
        2.3.2 软体致动器的变形仿真过程
        2.3.3 仿真过程注意事项
    2.4 软体致动器的加工制作
        2.4.1 模具结构设计
        2.4.2 软体致动器的制作
    2.5 本章小结
第三章 软体康复手套系统的设计
    3.1 总体方案
    3.2 执行系统的设计
        3.2.1 气动回路设计
        3.2.2 主要气动元件选型
    3.3 软体康复手套的设计
    3.4 控制系统研究
        3.4.1 上位机控制方案设计
        3.4.2 肌电控制方案设计
        3.4.3 基于PID的气压反馈控制
    3.5 本章小结
第四章 软体康复手套的实验研究和系统测试
    4.1 软体致动器的基本特性测试实验
        4.1.1 简单实验平台的搭建
        4.1.2 实验结果与分析
    4.2 软体康复手套的手势实验
        4.2.1 实验平台的搭建
        4.2.2 实验结果与分析
    4.3 软体康复手套的抓取实验
        4.3.1 空载抓取实验
        4.3.2 穿戴抓取实验
    4.4 基于sEMG信号的控制实验
        4.4.1 sEMG信号的采集与处理
        4.4.2 控制实验
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读研究生期间参与的研究成果
致谢



本文编号：3796395