基于人体运动的下肢康复智能训练机构应用研究

发布时间：2017-03-22 06:01

  本文关键词：基于人体运动的下肢康复智能训练机构应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近年来我国社会经济文化的快速发展,社会老龄化程度进一步加深。老年人口数量占总人口数量的比重逐渐增加,而大量的老年人患有脑血管和神经系统等疾病,这些疾病的患者大部分都伴有下肢运动功能障碍。与此同时,由于交通的便利和交通工具的迅速增长,因交通事故而引起的下肢运动功能障碍的患者数量也在逐年增加。因此,为了训练并恢复下肢运动障碍患者的下肢运动功能,并对其提供安全有效的训练保护,使得研发智能康复训练系统成为亟待解决的科研问题。基于下肢智能康复训练机器人的研究背景,本文首先介绍了人体结构的骨骼、关节和肌肉的特点,并分析了人体站起行走的特征和各关节的活动范围。然后通过对以上内容的总结建立了四肢段人体生物力学模型。其次研究设计了一种臂式下肢康复训练机构,并对所设计的机械结构进行了静力学分析与优化,以保证设计机械结构的合理性;根据设计的结构位置关系和尺寸,计算得出运动控制参数方程。最后本论文还搭建了关于悬吊式下肢康复训练系统,并根据提出的自适应控制方法做了初步的人体站起运动实验,得到的实验数据与健康人体站起实验的数据基本吻合,因此验证了悬吊式下肢康复训练系统对下肢站起训练的可实施性。本文所做的研究内容虽然有所成果,但是还需深入探讨和研究。最终将两套康复训练系统应用于临床试验。
【关键词】：下肢康复训练 设计优化 伺服控制 人体重心轨迹
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国外研究现状11-15
• 1.2.2 国内研究现状15-16
• 1.3 本论文研究内容和研究目的16-18
• 1.3.1 本论文研究内容16-17
• 1.3.2 本论文研究目的17-18
• 第2章 人体结构及其运动分析和建立人体力学模型18-26
• 2.1 人体结构18-19
• 2.2 人体运动分析19-23
• 2.2.1 行走和站起特征20-22
• 2.2.2 现有人体重心轨迹计算方法22-23
• 2.3 人体力学模型建立23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 臂式下肢康复训练机构设计与静力学分析26-36
• 3.1 下肢康复训练机构特点26-27
• 3.2 臂式下肢康复训练机构设计27-29
• 3.3 臂式下肢康复训练机械结构静力学分析29-32
• 3.4 臂式下肢康复训练机构控制32-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 悬吊式下肢康复训练机构的硬件搭建及控制方法研究36-54
• 4.1 悬吊式下肢康复训练机构36-37
• 4.2 伺服控制系统硬件选择37-51
• 4.2.1 伺服电机的选择38-39
• 4.2.2 伺服电机减速器和绕绳螺旋槽的确定39-46
• 4.2.3 PCI控制卡和PCI数据采集卡的选择46-48
• 4.2.4 硬件设备的搭建48-51
• 4.3 控制方法研究51-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 人体站起运动实验与康复智能机构验证分析54-60
• 5.1 健康人体站起的实验和数据讨论54-58
• 5.1.1 正常人体站起的实验54-55
• 5.1.2 数据分析处理与结果讨论55-58
• 5.2 基于悬吊式下肢康复训练机构的站起验证分析58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 工作总结60
• 6.2 工作展望60-62
• 参考文献62-68
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果68-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭培燕;;回转支承在铰接式胶轮车中的应用[J];煤炭工程;2015年02期

2 李二;齐立云;;中国人口老龄化过程中出现的问题及应对[J];经营管理者;2015年04期

3 吕品;钟婷婷;谢井卫;陈香仙;;对专业运动员的损伤调查与分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2014年06期

4 周琛;;中国老龄化时代的伦理风险与伦理安全[J];江海学刊;2014年03期

5 郝正玮;李建民;赵雅宁;沈海涛;;下肢康复训练机器人的研究进展[J];中华物理医学与康复杂志;2012年11期

6 饶玲军;谢叻;朱小标;;下肢外骨骼行走康复机器人研究与设计[J];机械设计与研究;2012年03期

7 郭素梅;李建民;吴庆文;沈海涛;;机器人步态训练对不完全性脊髓损伤患者肌肉及步行功能的影响[J];中国康复医学杂志;2012年04期

8 谢欲晓;白伟;张羽;;下肢康复训练机器人的研究现状与趋势[J];中国医疗器械信息;2010年02期

9 董德龙;范安辉;梁建平;;中国作为体育强国的现实差距与路径选择[J];中国体育科技;2010年01期

10 丁浩;蒋俊平;李振建;;行走过程中人体重心轨迹数学模型的建立[J];江苏警官学院学报;2008年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 史小华;坐/卧式下肢康复机器人研究[D];燕山大学;2014年

2 方强;被动式力矩伺服控制系统设计方法及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 卫光;三伺服包装机运动控制研究[D];青岛科技大学;2013年

2 廖佳涛;基于交流伺服电机的纤维缠绕张力控制系统研究[D];武汉理工大学;2011年

3 何文治;下肢康复训练机器人的设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 孔慧勇;基于运动控制卡的全闭环控制系统研究[D];四川大学;2003年

  本文关键词：基于人体运动的下肢康复智能训练机构应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：260963