脑控下肢康复外骨骼仿真及控制系统研究
发布时间：2021-04-09 08:50
脑控技术是一种通过脑-机接口（BCI）发展而来的人机融合控制系统,是利用大脑的意识与思想作为控制信号源。下肢外骨骼是一种可穿戴式的智能机电系统,能够增强穿戴者的身体机能,完成一些特殊任务,而下肢康复外骨骼作为其中一种主要是辅助患者行走,完成身体康复训练。这两种技术的配合可以帮助由于大脑运动控制回路障碍而失去运动能力的患者通过脑电信号来操控外骨骼,帮助其进行康复训练,使其恢复一定的运动与生活自理能力,为他们带来新的希望,减轻社会与家庭的负担。本文首先介绍了人体下肢生理结构并进行了步态分析,据此确定了外骨骼各关节的运动范围与自由度分配,完成外骨骼结构设计和步态规划。建立了下肢外骨骼运动学和动力学模型,通过求解得到了各个关节的运动轨迹和关节力矩。利用Adams对下肢外骨骼进行了仿真分析,验证了外骨骼结构设计的可行性与建模的正确性,为驱动方式的选择、关节轨迹规划和控制系统的研究提供了理论依据。为实现对外骨骼的脑电控制,研究了脑电信号的获取与处理方法。选定了非侵入式的脑电信号采集方式,采用耳突参考（Ear Reference）进行去伪迹预处理,然后利用小波变换法获取最优的特征模式,为下一步BP神...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
康复训练师指导患者进行康复训练Fig1.1Rehabilitationtrainerguidespatientsforrehabilitationtraining
图 1.2 传统康复训练模式Fig 1.2 Traditional rehabilitation training model下肢康复外骨骼涉及机、电、控制等多学科领域，使得复杂的机械系统的设计在着较大的困难。下肢康复外骨骼与人合二为一，携助人行走，为了获得较好
3 Lokomat 减重步行康复训练外骨骼 图 1.4 机械外骨骼 BlegsFig 1.3 Lokomat weight loss walking Fig 1.4 Mechanical Exoskeleton Brehabilitation exoskeleton
【参考文献】：
期刊论文
[1]医疗助力下肢外骨骼设计及动力学仿真分析[J]. 刘小龙,赵彦峻,葛文庆,王滢,张忠东. 工程设计学报. 2016(04)
[2]外骨骼机器人设计及其机械结构的有限元分析[J]. 赵彦峻,葛文庆,刘小龙,王滢,张万青. 机床与液压. 2016(03)
[3]脑控技术的研究与展望[J]. 张小栋,李睿,李耀楠. 振动.测试与诊断. 2014(02)
[4]可穿戴式下肢康复外骨骼机器人步态规划及仿真[J]. 谢海胜,陈岱民. 长春大学学报. 2013(10)
[5]Graz-脑机接口研究概述[J]. 张晓楠,刘建平. 智能系统学报. 2013(05)
[6]可穿戴机器人的研究现状和面临的挑战[J]. 王伟. 机器人技术与应用. 2013(04)
[7]脑控:基于脑-机接口的人机融合控制[J]. 王行愚,金晶,张宇,王蓓. 自动化学报. 2013(03)
[8]下肢康复机器人系统结合减重平板训练对脑卒中偏瘫患者步行能力的影响[J]. 顾旭东,吴华,李建华,许志生,姚云海,李岩,李辉,傅建明. 中华物理医学与康复杂志. 2011 (06)
[9]基于皮层诱发电位的脑机接口研究进展[J]. 赵均榜,张智君. 航天医学与医学工程. 2010(01)
[10]人体下肢外骨骼关键技术分析与研究[J]. 赵彦峻,徐诚,张景柱,骆宇飞. 机械设计. 2008(10)
博士论文
[1]基于气动肌肉外骨骼和功能性电刺激的肢体康复技术研究[D]. 涂细凯.华中科技大学 2016
[2]下肢外骨骼的动力学分析与运动规划[D]. 贾山.东南大学 2016
[3]步行康复训练助行腿机器人系统[D]. 冯治国.上海大学 2009
[4]脑—机接口的特征提取和分类方法研究[D]. 赵海滨.东北大学 2009
[5]EEG时空特征分析及其在BCI中的应用[D]. 赵启斌.上海交通大学 2008
[6]人体运动协调规律及其参数化描述[D]. 杨年峰.清华大学 2001
硕士论文
[1]基于运动想象的脑卒中上肢康复系统设计[D]. 周承邦.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于运动想象的脑电信号特征选择及分类算法研究[D]. 康春香.西南科技大学 2017
[3]康复训练外骨骼的优化设计[D]. 王滢.山东理工大学 2017
[4]基于稳态视觉诱发电位的脑机接口系统设计及相关算法的研究[D]. 李琳.浙江理工大学 2017
[5]下肢外骨骼康复机器人结构设计及控制方法研究[D]. 周海涛.哈尔滨工业大学 2015
[6]基于脑机接口技术的智能小车控制系统的研究与设计[D]. 余威.武汉理工大学 2015
[7]下肢外骨骼机器人系统建模与仿真实验研究[D]. 崔谨想.哈尔滨工业大学 2014
[8]一种新型可穿戴式助行机器人的研究[D]. 陈文.南昌大学 2014
[9]可穿戴下肢康复外骨骼结构设计及有限元分析[D]. 李美成.长春理工大学 2014
[10]穿戴式下肢康复外骨骼步态与控制策略研究[D]. 孟庆鑫.长春理工大学 2014
本文编号：3127321
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
康复训练师指导患者进行康复训练Fig1.1Rehabilitationtrainerguidespatientsforrehabilitationtraining
图 1.2 传统康复训练模式Fig 1.2 Traditional rehabilitation training model下肢康复外骨骼涉及机、电、控制等多学科领域，使得复杂的机械系统的设计在着较大的困难。下肢康复外骨骼与人合二为一，携助人行走，为了获得较好
3 Lokomat 减重步行康复训练外骨骼 图 1.4 机械外骨骼 BlegsFig 1.3 Lokomat weight loss walking Fig 1.4 Mechanical Exoskeleton Brehabilitation exoskeleton
【参考文献】：
期刊论文
[1]医疗助力下肢外骨骼设计及动力学仿真分析[J]. 刘小龙,赵彦峻,葛文庆,王滢,张忠东. 工程设计学报. 2016(04)
[2]外骨骼机器人设计及其机械结构的有限元分析[J]. 赵彦峻,葛文庆,刘小龙,王滢,张万青. 机床与液压. 2016(03)
[3]脑控技术的研究与展望[J]. 张小栋,李睿,李耀楠. 振动.测试与诊断. 2014(02)
[4]可穿戴式下肢康复外骨骼机器人步态规划及仿真[J]. 谢海胜,陈岱民. 长春大学学报. 2013(10)
[5]Graz-脑机接口研究概述[J]. 张晓楠,刘建平. 智能系统学报. 2013(05)
[6]可穿戴机器人的研究现状和面临的挑战[J]. 王伟. 机器人技术与应用. 2013(04)
[7]脑控:基于脑-机接口的人机融合控制[J]. 王行愚,金晶,张宇,王蓓. 自动化学报. 2013(03)
[8]下肢康复机器人系统结合减重平板训练对脑卒中偏瘫患者步行能力的影响[J]. 顾旭东,吴华,李建华,许志生,姚云海,李岩,李辉,傅建明. 中华物理医学与康复杂志. 2011 (06)
[9]基于皮层诱发电位的脑机接口研究进展[J]. 赵均榜,张智君. 航天医学与医学工程. 2010(01)
[10]人体下肢外骨骼关键技术分析与研究[J]. 赵彦峻,徐诚,张景柱,骆宇飞. 机械设计. 2008(10)
博士论文
[1]基于气动肌肉外骨骼和功能性电刺激的肢体康复技术研究[D]. 涂细凯.华中科技大学 2016
[2]下肢外骨骼的动力学分析与运动规划[D]. 贾山.东南大学 2016
[3]步行康复训练助行腿机器人系统[D]. 冯治国.上海大学 2009
[4]脑—机接口的特征提取和分类方法研究[D]. 赵海滨.东北大学 2009
[5]EEG时空特征分析及其在BCI中的应用[D]. 赵启斌.上海交通大学 2008
[6]人体运动协调规律及其参数化描述[D]. 杨年峰.清华大学 2001
硕士论文
[1]基于运动想象的脑卒中上肢康复系统设计[D]. 周承邦.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于运动想象的脑电信号特征选择及分类算法研究[D]. 康春香.西南科技大学 2017
[3]康复训练外骨骼的优化设计[D]. 王滢.山东理工大学 2017
[4]基于稳态视觉诱发电位的脑机接口系统设计及相关算法的研究[D]. 李琳.浙江理工大学 2017
[5]下肢外骨骼康复机器人结构设计及控制方法研究[D]. 周海涛.哈尔滨工业大学 2015
[6]基于脑机接口技术的智能小车控制系统的研究与设计[D]. 余威.武汉理工大学 2015
[7]下肢外骨骼机器人系统建模与仿真实验研究[D]. 崔谨想.哈尔滨工业大学 2014
[8]一种新型可穿戴式助行机器人的研究[D]. 陈文.南昌大学 2014
[9]可穿戴下肢康复外骨骼结构设计及有限元分析[D]. 李美成.长春理工大学 2014
[10]穿戴式下肢康复外骨骼步态与控制策略研究[D]. 孟庆鑫.长春理工大学 2014
本文编号：3127321
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