人机相容型肩关节康复外骨骼机构的分析与设计的开题报告.docx

人机相容型肩关节康复外骨骼机构的分析与设计的开题报告
一、选题背景
近年来，机器人技术以其在工业制造、医疗护理、农业等领域的高效性和智能化特征，逐渐受到人们的重视。作为人机交互领域的一个重要部分，康复机器人可为肢体功能受限病患、老年人和残疾人提供全面的康复辅助，并助力医学实践中康复技术的研究和应用。而肩关节作为人体可活动度最大的关节之一，关系到人体日常活动的各个方面，肩关节疾病和损伤导致的肩关节疼痛和活动障碍常常影响生活质量，也给康复机器人提出了更高要求。因此，本项目选题以肩关节康复外骨骼机构为研究对象，分析其在人机相容性、机器人控制与传感器、人机共存过程中的问题，探究设计合适的肩关节康复外骨骼机构，旨在为康复工作者和肩关节患者提供更好的运动康复辅助。
二、选题目的
1.对当前肩关节康复外骨骼机构的现状进行分析，探究其存在问题及不足之处。
2.进一步探究如何提高肩关节康复外骨骼机构的人机相容性，以增强外骨骼机构与人体的适配度。
3.对肩关节康复机器人的控制与传感器等技术进行研究，提高机器人辅助康复的效率与安全性。
4.尝试设计一种更为高效、方便、实用的肩关节康复外骨骼机构，应对当前外骨骼机构存在的问题。
三、研究内容
1.肩关节康复外骨骼机构的相关知识以及市场现状分析，包括国内外相关机构及技术的概况、发展趋势、功能特点、不足及存在的问题等。
2.人机相容性的实现分析：从人体工程设计、人机接口设计、运动学、动力学等角度，探究如何使外骨骼机构更符合人体特征，更好地完成康复辅助功能。
3.机器人控制与传感器技术的分析：包括康复机器人控制系统的概述、实现过程、相关技术及其缺陷，针对康复机器人控制方法进行改进，增强其自主性和感知能力。
4.基于分析结果进行新型康复外骨骼机构的设计，包括机构刚度设计、伺服系统的选型、形体轮廓设计、机构安装系统设计等。
四、技术路线
1.文献调研，掌握肩关节康复机器人的发展现状;
2.采用人体工程技术，从人的外形、身体角度等方面研究人机相容性问题，提出解决方案;
3.探究现有机器人控制和传感器技术，并针对现有技术研究新型机器人改进技术;
4.基于以上研究方法和结论对新型康复机器人进行设计，包含机械设计、仿真分析、动力学分析等方法;
5.增加临床验证环节，对康复机器人进行实际测试和数据分析。
五、预期目标
1.分析现有肩关节康复外骨骼机构的问题及不足之处;
2.提高肩关节康复外骨骼机构的人机相容性，增强外骨骼机构与人体的适配度;
3.提高康复机器人的控制和传感器技术，提高机器人辅助康复的效率及安全性;
4.设计一种更为高效、方便、实用的肩关节康复外骨骼机构，应对当前外骨骼机构存在的问题；
六、论文结构
第一章：绪论介绍研究背景、研究目的、研究内容、技术路线和预期目标等;
第二章：肩关节康复外骨骼机构相关知识及市场现状分析，包含国内外相关机构及技术的概况、发展趋势、功能特点、不足及存在的问题等;
第三章：人机相容性的实现分析，包含康复机器人工程设计、人机接口设计、运动学、动力学等角度分析；
第四章：机器人控制及传感器技术分析，包含康复机器人控制系统的概述、实现过程、相关技术及其缺陷等;
第五章：基于以上分析结果设计一种新型肩关节康复外骨骼机构，包括设计思路、方法、机械设计、仿真分析等；
第六章：临床验证研究，设计并对新型康复机器人进行实际测试和数据分析；
第七章：结论和展望，总结研究成果和意义，指出存在不足及下一步研究方向等。
七、研究成果
1.可靠、高效、人机合一的肩关节康复外骨骼机构；
2.具有优化的机器人控制和传感器技术，提高外骨骼机构的安全性和运行效率；
3.完善的技术路线和临床验证信息；
4.有望提高康复机器人的相关技术水平，以更好的服务于康复产业的发展。