中医按摩机器人的运动控制系统研究

发布时间：2020-06-29 21:41

【摘要】：中医推拿按摩治疗是我国伤科治疗中的一朵奇葩,有着悠久的历史,有祖国医学的“祖先”之称。中医按摩推拿作为最清洁的治疗方法,长期以来一直受到广大患者的认可。目前,随着我国老龄化人口的增多,对中医按摩治疗的需求量增大,而我国推拿师资源尚且不能满足人们的需求。针对这一现状,人们研制了多种按摩推拿器械,丰富、扩大了按摩保健和治疗的范围,但是由于按摩器械的力度难以掌握,振动的频率不易控制等技术难题,许多器械按摩尚不能达到高水平推拿师手法治疗的效果。因此开发智能按摩机器人已成为一种迫切需求,其有望缓解按摩师不足的现状,并且能够继承和发扬中医按摩技巧,使古老的推拿术得到推广。为此,2008年国家“十一五”高新技术发展规划(863计划)先进制造技术领域“服务机器人”重点项目课题,也对中医按摩机器人进行了立项研究。中医按摩机器人的作用对象是病人,因此,对系统运行的安全性、可靠性和稳定性提出了更高的要求,同时为了适应不同患者的身高、体型和病情,需要提供足够的运动和灵活的空间。本论文利用中医按摩知识、计算机、控制、机电一体化技术,设计了一种能够实现多种按摩手法的中医按摩机器人运动控制系统。将中医按摩保健治疗这一古老而又具有意义的工作,变为由机器人来代替,有效的缓解了目前医疗保健资源约束、社会人口结构老龄化问题日趋严重的问题。本文的研究内容包括以下几个方面。一、完成了机器人的总体结构设计,并对运动控制器、传感器模块、按摩机和按摩手模块进行了模块化设计。设计了具有电磁兼容性的中医按摩机器人控制柜,并完成了控制柜内部电源线和控制信号线的布置,保证了整个运动控制系统的安全稳定运行。二、根据机器人的机械结构及参数,按照D-H方法建立了操作臂运动学方程,求解了机械手在基坐标系下的位置与关节转动变量之间的关系,并运用数学方法建立数学模型,通过微分理论编程实现Y轴方向的直线插补,利用MATLAB进行了轨迹仿真,实现了按揉算法的优化。三、设计完成了中医按摩机器人运动控制系统,并根据中医推拿学理论完成了8种推拿手法的运动学算法设计及其编程实现。根据中医推拿专家推拿手法的动作要领,结合中医推拿专家的经验知识,对8种推拿手法进行了模拟仿真实验,实验结果得到了中医推拿专家们的一致认可。四、以临床上常见的腰部疾患之一腰椎间盘突出症为治疗病例,结合中医按摩推拿领域的专家经验,利用专家系统知识与控制理论知识,设计了中医按摩机器人的治疗方案自动生成系统。临床试验证明,该系统能够根据不同患者的信息生成适合患者自身的治疗方案,系统运行稳定可靠。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH789
【图文】：

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【引证文献】