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八绳驱动并联康复机器人控制方法研究的开题报告 一、选题背景 中风、脊髓损伤、脑性瘫痪等疾病常常会导致肌肉、神经和关节的功能障碍,从而影响病人的生活质量。而康复机器人作为一项有效的康复治疗手段,可以提高康复治疗的效率和质量,对病人康复起到重要的作用。因此,开发康复机器人成为当前医疗领域的重要研究方向之一。 对于多数肢体功能障碍的病人,需要进行复杂的肢体康复训练。然而,传统康复训练由于难度大、任务重复单调、稳定性差等问题,往往达不到预期的效果。为了解决这一问题,同时缩短康复训练所需的时间和精力,并提高训练效果,本文将以八绳驱动并联康复机器人为研究对象,开展控制方法方面的研究。 二、选题意义 康复机器人能够在康复治疗过程中承担一定的任务,为医生减轻负担,同时提供更加安全、有效的治疗方式。因此,康复机器人的研究对于改进康复医疗技术,应对老龄化社会具有重要意义。 康复机器人的开发是一项复杂的工作,涉及机械设计、信号处理和控制等多个领域。本研究旨在探究八绳驱动并联康复机器人的控制方法,通过加强对机器人机械和控制系统的设计和研究,提高其精度和可靠性,进而实现对病人的更加精细化、高效化、个性化的康复训练,在重视病人的生命健康的同时,降低康复训练的可行成本,为康复医疗事业的推进作出积极贡献。 三、研究内容与研究方法 1.研究内容 本研究拟从以下两个方面来探究八绳驱动并联康复机器人的控制方法: (1)机械设计 机械结构是康复机器人的核心,对机械结构的设计对康复机器人的性能有很大影响。本研究将首先对康复机器人的机械结构进行优化和改进,提高其稳定性和精度。 (2)控制方法 机械结构只是康复机器人的基础,容易受到环境干扰等因素影响,因此,机械结构与控制方法完美结合,方可使康复机器人实现更优秀的性能。本研究将重点探究控制系统的设计、运动轨迹规划及运动控制算法,并开发相应的康复训练软件。 2.研究方法 本研究将采用以下研究方法进行: (1)文献调研 对国内外研究相关方面的文献进行调研,了解现有的康复机器人技术的研究发展现状和世界领先的康复机器人的研究技术方向。 (2)机械结构设计 通过建立康复机器人的力学模型,进行机械结构的优化设计,改善康复机器人在运动时的精度和稳定性。 (3)控制方法设计 在机械结构的基础上,设计运动规划、力学模型计算和运动控制算法,以实现康复机器人的运动控制。 (4)康复训练软件开发 开发符合人体工程学的软件界面,提供操作便利、康复训练方案的设置与管理、运动轨迹规划等功能。 四、预期研究成果 本文拟研究八绳驱动并联康复机器人的优化设计和控制方法,预期取得以下研究成果: (1)机械结构的改进和优化,提高机器人的精度、稳定性和可靠性; (2)基于运动规划算法的系统运动控制,实现康复训练的高效性、个性化和智能化。 (3)开发康复机器人控制软件,提供易用性、可视化、人性化等特性,实现康复训练方案的设置和自适应调整,为医患提供更好的康复服务。 (4)实现驱动机械臂在机器人平移、旋转、俯仰等方面运动,并实现对臂部力矩和进行监控,为康复医师了解病人康复状态提供技术支撑。 五、进度安排 预计完成该项目的时间为2年。主要共分5个阶段: (1)第一年前半年:文献调研和康复机器人的机械结构设计和优化。 (2)第一年后半年:机械结构的实验测试和运动轨迹规划的设计。 (3)第二年前半年:运动控制算法的开发,并进行系统方案集成。 (4)第二年后半年:康复训练软件的开发和完善,并进行相关算法的实验验证。 (5)第二年年底:项目报告和论文撰写,成果展示和项目总结。