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三自由度上肢康复机器人研制的任务书
任务书
一、任务背景
上肢功能障碍是常见的康复问题。传统上肢康复训练方法主要依靠康复师的手工操作进行实施，耗时长、工作负担大，同时受到康复师技术水平和工作强度等因素的影响，无法满足患者康复训练的需求。现代医学技术不断发展，研制上肢康复机器人是一种越来越重要的康复手段，可有效提高训练效率和康复效果，为患者提供更好的康复服务。
二、任务目标
研制一台三自由度上肢康复机器人，可以模拟人类上肢的运动轨迹，为患者提供更加准确、全面、个性化的康复训练。
三、任务内容
（一）机械系统设计
1、研究上肢运动特点，确定机器人的运动范围和关节角度。
2、设计机器人的基础结构和关节设计。
3、结合运动学、动力学和控制原理，完成机器人的设计和优化。
4、确定电机、减速器、传感器等关键部件的选型。
（二）控制系统设计
1、根据机器人的物理特性和运动学模型，设计控制算法。
2、研究控制器的选择，并编写控制程序。
3、研发三维虚拟康复环境，实现机器人的交互控制。
（三）软件系统设计
1、实现上肢康复机器人的系统界面设计和开发。
2、研发康复模式，实现患者的个性化康复训练。
（四）试验验证
1、进行机器人的动态仿真分析。
2、进行机器人的机械性能测试，如速度、负载能力、准确度等。
3、进行康复机器人的功能测试和康复效果评估。
四、任务要求
（一）技术要求
1、设计合理、稳定可靠的机械系统和控制系统。
2、实现精确的运动控制和智能化康复训练。
3、根据患者康复状态，提供个性化的康复训练方案。
（二）安全要求
1、保证机器人在运动过程中的安全性和稳定性。
2、实现机器人的速度限制和负荷保护，防止患者因机器人故障受到损伤。
（三）可靠性要求
1、保证系统的长期稳定运行，避免故障和损坏。
2、能够满足生产和使用的成本要求。
五、进度安排
本课题拟在18个月内完成，具体进度安排如下：
第一年
1-4月：完成机械系统设计和控制系统设计
5-8月：实现软件系统设计和康复模式研究
9-12月：完成仿真和试验验证
第二年
1-6月：完成试验验证和优化调整
7-8月：完成使用说明书和安全操作手册编制
9-12月：提交设计报告和完成论文撰写
六、任务预算
本课题预算10万元，包括教材费、设备费、试验费等。详情如下：
1、教材费：2万元。
2、设备费：5万元（包括电机、减速器、传感器等）。
3、试验费：2万元（包括机械性能测试和康复效果评估）。
4、其他费用：1万元（包括行政管理和差旅费等）。
七、结论
本课题旨在研制一台三自由度上肢康复机器人，可为患者提供更加准确、全面、个性化的康复训练。通过设计合理、稳定可靠的机械系统和控制系统，实现精确的运动控制和智能化康复训练，并能根据患者康复状态，提供个性化的康复训练方案。预计本课题能够为上肢康复领域的医学研究和康复服务提供有益的参考和借鉴。