针对由脑卒中造成上肢运动功能障碍的偏瘫患者康复训练的问题,设计了一种肩关节全驱动式5自由度上肢外骨骼康复机器人。基于人机工程学与康复医学原理,确定上肢自由度和各关节的运动范围,并设计了上肢康复机器人结构;建立上肢康复机器人的运动学和动力学模型,推导了运动学和动力学方程;对所设计的上肢康复机器人进行仿真分析和工作空间分析,并对比分析了肩关节内收/外展两种运动形式。结果表明,设计的康复机器人关节运动平稳,转矩波动较小,对手臂无过大冲击,进行肩关节内收/外展的运动时间减小。验证了上肢康复机器人设计的合理性和康复过程的便捷性。

为了协助上肢功能受损的肢体残障人士,开发了一种新型的外骨骼型机器人,称为上肢运动辅助机器人外骨骼,以减轻日常上肢运动并为患者提供有效的康复治疗。首先,在人机工程学上对整个可穿戴机器人进行设计建模。通过对外骨骼上肢运动学模型,建立D-H坐标,并应用拉格朗日法对其进行了动力学分析,求解出各关节的理论驱动转矩值。应用动力学分析软件Adams对机器人进行仿真,通过规划末端与能动轨迹和速度设定,得到各关节的转矩、速度、加速度的变化情况,从而逆向验证了动力学模型的正确性,为进一步优化机器人打下了基础。

研究基于气液并联驱动的上肢外骨骼系统,旨在实现人体上肢的康复运动。采用分数阶质量-流量方程代替传统的整数阶质量-流量方程,建立了气液上肢外骨骼系统的分数阶数学模型。为提高系统控制精度,设计了分数阶2DOF PID控制器。采用灰狼优化算法(GWO)解决控制系统多控制参数优化问题。为验证所提控制方法的有效性,通过搭建气液上肢外骨骼系统实验平台进行了实验研究。通过典型信号跟踪控制实验,验证分数阶PID控制器和GWO参数优化算法的有效性。实验对比表明,分数阶2DOF PID控制算法在超调量更小、精度更高方面优于整数阶PID控制算法。与粒子群优化(PSO)算法相比,采用GWO优化算法获得了更好的系统响应性能。

目的:设计一款基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置。该装置一方面可增加康复训练装置的柔顺性，降低使用者在康复训练中被造成二次伤害的可能性，另一方面兼顾到对肩关节大范围高效率康复治疗的追求。方法:首先根据人因工程学确定上肢各关节运动角度范围，通过D-H法对其进行正向运动学求解得到外骨骼末端运动轨迹。然后，进行动力学建模与分析，求出各个关节驱动所需扭矩。最后设计合理的控制系统，对装置各个关节运动进行数学模型建立并进行Matlab/Simuli<x>nk仿真验证控制系统的合理性。结果:得到基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置的末端运动轨迹、关节运动角度和驱动扭矩并设计其控制系统。结论:研究结果对基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置控制系统的上下位机程序编写提供良好的参考依据，并对上肢康复训练器械的开...

康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外骨骼设计的有效性,对其结构设计进行了阐述,并对其分别进行了运动学和动力学建模,通过Matlab对终端活动范围进行了仿真,并对样机的单关节和整体性能进行了测试,实验数据显示这种驱动关节和康复机器人设计表现出较好的控制性能,有良好的研究前景。