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上肢康复外骨骼机构的系统开发的开题报告
一、题目
上肢康复外骨骼机构的系统开发
二、选题意义
随着人口老龄化程度的加剧，残疾人口数量不断增加，康复机器人这一领域得到了广泛的关注。目前，康复机器人主要应用于肢体大面积受损的患者，而现有的应用于上肢康复的外骨骼机构大多数是单一的、机械化的，缺乏针对性，不能满足不同上肢手部运动残疾患者不同的康复需求。为此，我们需要开发出一种新型的上肢康复外骨骼机构，它能够不断适应不同的上肢手部运动残疾患者的需求，增强康复效果，提高患者的生活质量。
三、研究内容
利用机械臂与仿生界面技术，构建一种可以适应不同上肢残疾患者的上肢康复外骨骼机构。它具有以下特点：
（1）具有强大的运动学性能，能够平滑自由地仿真上肢的各种运动，适应不同患者的运动需求。
（2）拥有高精度的运动控制系统，并根据患者的肌肉传感器信息来调整机械臂运动的角度与速度。
（3）一个轻盈的、符合人体工程学设计的结构，使得患者长时间穿着不会产生不适感。
（4）配备多种传感器，可以监测患者的运动状态，并随时调整机械臂的运动轨迹与速度。
（5）具有医学记录功能，能够自动记录患者的治疗数据，并对治疗效果进行评估和分析。
四、研究方法
（1）环境调研：调研现有的上肢康复外骨骼机构，以及专业的康复机构，确定上肢康复外骨骼机构的研究方向和目标。
（2）原型设计：根据研究方向与目标，设计机械臂的物理结构，并加入传感器及可调整的高精度感应控制系统。
（3）软件开发：开发配套的运动控制软件，并建立和存储患者治疗数据以及分析的数据库系统。
（4）实验测试：招募适用的患者，进行实验测试，获取数据，并对结果进行分析。
五、预期结果及意义
（1）研究将成功构建一个适用于较多种上肢运动残疾的康复机器人原型。
（2）上肢康复外骨骼机构具有医学意义，可以增强患者康复的自信心、效果和信心。
（3）上肢康复外骨骼机构也有助于缩短患者的康复进程，减少对康复机构的依赖。
（4）研究结果将对相关学科的发展产生积极影响，如医学、机器人学、电气工程学等。
六、进度计划
第一阶段：项目策划和研究（2个月）
调查和分析现有康复机器人，确定研究方向。
确定项目目标、任务和研究内容。
完成研究计划和策划报告。
第二阶段：实验原型的设计和制作（4个月）
设计上肢康复外骨骼机构的基本构成。
设计并制作机械臂、传感器、控制系统和数据库系统。
第三阶段：系统集成和试验（6个月）
进行系统测试，并根据数据对系统进行优化和升级。
处理并分析试验数据，确认机器人的患者优化方案。
第四阶段：项目总结与报告（2个月）
完成项目总结与报告，并提交项目成果和发表论文。
进行项目成果的宣传和推广，以实现项目的实际应用。
七、参考文献
1.李维杰，杨翔.上肢康复外骨骼系统的研究与实现[J].现代制造工程，2018，2(4)：59-64.
2.周百舸，孙中林，文海滨.机器人领域的综述[J].电气工程实践，2019，7(2):281-283.
3.张涛，杨光辉.外骨骼机器人的状态参数在线估计研究[J].运动控制，2019，3(2):85-88.
4.王亮，邓泽彰.肌电信号在外骨骼机器人上的应用研究进展[J].电子—电全国学报，2019，8(2):208-210.