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多关节超冗余机器人自适应运动规划方法研究
1
作者 罗双宝 曾凤飞 +2 位作者 曾小珊 强华 王晓阳 《机械传动》 北大核心 2024年第8期26-32,共7页
针对传统多关节超冗余机器人运动学求解复杂、位形偏移大等问题,提出了一种机器人作业全过程自适应运动规划方法。首先,针对进出狭小工作空间任务需求,提出一种改进的轨迹跟踪算法;通过离散目标轨迹和分段拟合的方式减小运算量,实现自... 针对传统多关节超冗余机器人运动学求解复杂、位形偏移大等问题,提出了一种机器人作业全过程自适应运动规划方法。首先,针对进出狭小工作空间任务需求,提出一种改进的轨迹跟踪算法;通过离散目标轨迹和分段拟合的方式减小运算量,实现自适应轨迹跟踪控制。然后,针对机器人基座固定工况,提出一种双向迭代曳物线轨迹规划算法;通过末端牵引方式设定目标轨迹,利用曳物线渐进收敛的几何特性,逐步降低靠近基座关节的运动范围,提高稳定性降低能耗;采用双向迭代曳物线方式加速收敛,实现基座固定状态下的自适应轨迹规划控制。最后,构建包含12关节和(24+1)自由度的仿真模型,验证了机器人作业全过程自适应运动规划方法的有效性。 展开更多
关键词 多关节超冗余机器人 迭代曳物线 末端牵引 运动规划
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适应患者个体差异的上肢康复机器人直接示教技术 被引量：2
2
作者 林高 张道辉 赵新刚 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2022年第10期1231-1240,共10页
目的针对不同患者上肢训练轨迹与训练强度存在差异性的问题,本文提出一种末端牵引式上肢康复机器人直接示教技术(示教与示教再现)。方法通过加入上肢重力补偿与约束步长转换控制,提出一种基于Moveit的直接示教,实现上肢康复机器人的稳... 目的针对不同患者上肢训练轨迹与训练强度存在差异性的问题,本文提出一种末端牵引式上肢康复机器人直接示教技术(示教与示教再现)。方法通过加入上肢重力补偿与约束步长转换控制,提出一种基于Moveit的直接示教,实现上肢康复机器人的稳定示教并用于训练。六维力传感器在采集到力/力矩信息后,在机器人操作系统(ROS)中经坐标变换、上肢重力补偿与约束步长转换算法,使患者上肢与机械臂末端能对康复治疗师拖动力的方向进行顺应性跟踪,同时记录示教轨迹。在ROS中利用Moveit编写示教再现节点,用于调节康复训练的训练次数、训练速度与休息时间,并进行训练。通过Moveit对示教轨迹信息的运动学求解与轨迹规划,康复机器人可精准地带动患肢进行往复训练,从而达到个性化训练的效果。结果示教者分别在水平面、矢状面、冠状面训练模式下拖动5例健康受试者的上肢完成相同的训练动作,在空间训练模式下完成任意的曲线运动。直接示教用时约4~7 s,得到的轨迹光滑且轨迹走向符合施力方向。因受试者的身高、上肢各部分长度等存在差异,5例受试者在完成相同的训练动作时存在轨迹和位置上的不同。示教者通过人机交互界面设置好合适的训练强度,对5例受试者进行各模式下的训练。受试者训练时动作规范且感觉舒适。选取最接近平均值的受试者3的轨迹给5例受试者进行训练,发现除受试者3以外,其他受试者均存在训练动作不规范、欠拉伸或过度拉伸等情况。结论末端牵引式上肢康复机器人直接示教系统能很好地帮助示教者简单、快速、稳定地示教出适合不同受试者的多自由度上肢训练轨迹,并通过再现轨迹进行不同强度的康复训练,具有操作简单、针对性强、训练精准的特点。 展开更多
关键词 末端牵引 上肢康复 快速示教 人机交互 个性化训练
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上肢康复机器人研究现状的分析 被引量：79
3
作者 杨启志 曹电锋 赵金海 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期630-640,共11页
首先论述了上肢康复机器人研究的目的和意义,系统描述了目前国内外上肢康复机器人的研究成果.在此基础上,从机械设计角度深入分析了末端牵引式上肢康复机器人和外骨骼式上肢康复机器人的发展现状,并介绍了几种典型的上肢康复机器人的结... 首先论述了上肢康复机器人研究的目的和意义,系统描述了目前国内外上肢康复机器人的研究成果.在此基础上,从机械设计角度深入分析了末端牵引式上肢康复机器人和外骨骼式上肢康复机器人的发展现状,并介绍了几种典型的上肢康复机器人的结构特点.最后,进一步讨论了目前上肢康复机器人,特别是外骨骼式上肢康复机器人,在机械设计方面存在的主要问题. 展开更多
关键词 上肢康复机器人 末端牵引式 外骨骼式机器人 机械设计 康复训练
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上肢康复机器人研究及发展 被引量：12
4
作者 冷冰 李旺鑫 刘斌 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第11期4311-4322,共12页
为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来... 为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来上肢康复机器人从低自由度向高自由度、传统材料向新型轻质材料、刚性关节向柔性关节、传统控制向人工智能的发展趋势。研究结果可为上肢康复机器人的发展方向提供参考,促进上肢康复机器人的未来发展。 展开更多
关键词 上肢康复机器人 外骨骼式 末端牵引式 多自由度 人工智能
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末端牵引式上肢外骨骼结构设计与运动学分析 被引量：1
5
作者 张凤鑫 孙振兴 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期120-127,158,共9页
针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的... 针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的结构设计;其次,使用有限元仿真软件Ansys Workbench对关键零/部件进行静力学仿真,优化零件刚度、强度及尺寸,从而验证外骨骼材料及尺寸的合理性;然后采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立坐标系,推导了正运动学并对末端位姿工作空间进行求解,并绘制了工作空间点云图;最后,使用Adams软件对末端牵引式上肢外骨骼进行了运动学分析。结果表明,末端牵引式上肢外骨骼结构设计合理,能够满足上肢运动功能障碍患者的康复训练要求。 展开更多
关键词 末端牵引式上肢外骨骼机器人 三自由度 结构设计 静力学仿真 运动学仿真 康复训练
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末端牵引式上肢康复训练系统在脑卒中后上肢运动功能障碍患者中的临床应用研究 被引量：2
6
作者 江健 李墨逸 +4 位作者 朱聪 沈鹏 游煌俊 杨初燕 冯珍 《华西医学》 CAS 2020年第5期563-567,共5页
目的探究末端牵引式上肢康复训练系统对脑卒中后上肢运动功能障碍患者的临床疗效。方法选取2019年9月-11月在南昌大学第一附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动功能障碍患者。根据软件生成随机序列,将患者随机分为试验组和对照组... 目的探究末端牵引式上肢康复训练系统对脑卒中后上肢运动功能障碍患者的临床疗效。方法选取2019年9月-11月在南昌大学第一附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动功能障碍患者。根据软件生成随机序列,将患者随机分为试验组和对照组。两组均接受常规药物治疗、基础性康复治疗及日常生活能力训练。此外对照组给予传统作业训练,试验组给予末端牵引式上肢康复训练,两组训练时间均为30 min/(次·d),每周治疗5 d。两组患者均在治疗前、第4周治疗结束后采用简化Fugl-Meyer上肢运动功能评分(Fugl-meyer assessment,FMA)、改良Barthel指数(modified Barthel index,MBI)进行康复评价。结果共纳入患者36例,每组各18例。所有患者均完成试验,未出现特殊不适。治疗前,试验组[(13.22±3.13)、(49.66±6.81)分]与对照组[(14.78±1.70)、(51.67±6.65)分]的FMA、MBI比较,差异均无统计学意义(t=1.858、0.896,P=0.072、0.377)。治疗4周后,两组FMA、MBI较治疗前均改善明显(P<0.05),且试验组[(27.56±15.68)、(73.55±8.72)分]较对照组[(17.67±6.73)、(65.33±9.20)分]改善明显(t=2.459、2.751,P=0.019、0.009)。结论末端牵引式上肢康复训练系统可明显改善脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能,提高患者日常生活能力,值得临床推广及应用。 展开更多
关键词 脑卒中 上肢运动功能障碍 末端牵引式上肢康复训练系统
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一种家庭用末端牵引式上肢关节训练器械的虚拟样机设计及其数值分析
7
作者 郑丽文 徐文俊 +2 位作者 周建锋 舒慧建 朱慧芬 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第6期92-99,共8页
当前我国老龄化速度进一步加快,老年人急需借助于一种能有效训练肩、肘和腕关节的上肢关节训练器械来辅助锻炼。而现有的上肢关节训练器械或机械结构复杂,或控制系统复杂,或功能比较单一,价格高昂也是其缺点之一,一般家庭难以承受。文... 当前我国老龄化速度进一步加快,老年人急需借助于一种能有效训练肩、肘和腕关节的上肢关节训练器械来辅助锻炼。而现有的上肢关节训练器械或机械结构复杂,或控制系统复杂,或功能比较单一,价格高昂也是其缺点之一,一般家庭难以承受。文中基于NX和CATIA设计了一种家庭用末端牵引式新型多功能上肢关节训练器械,确定了训练器械关键设计参数取值变化方式和方法,实现了圆弧曲线运动、近似椭圆曲线运动和圆周曲线运动等多种运动形式,并着重对上肢关节训练器械重要设计指标:圆弧曲线运动角度θ_(a)、角速度ω_(a)、近似椭圆曲线运动角度θ_(b)、角速度ω_(b)、圆周曲线运动半径r_(c)和角速度ω_(c)进行了虚拟样机数值分析和人机工程学数值分析。分析结果显示,人体上肢各关节活动度均在手臂ROM范围之内该结果为上肢关节训练器械物理样机的试制提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 末端牵引式 上肢关节 训练器械 虚拟样机设计 数值分析
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通路末端牵引法
8
作者 李华振 刘卫华 《企业活力》 北大核心 2001年第11期44-45,共2页
关键词 通路末端牵引法 企业经营 营销策略
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下肢智能反馈训练结合末端牵引式上肢康复训练对脑卒中后运动功能障碍患者康复效果的影响
9
作者 蔺勇 乔靖萱 向清华 《反射疗法与康复医学》 2021年第20期156-158,共3页
目的研究下肢智能反馈训练联合末端牵引式上肢康复训练对脑卒中后运动功能障碍患者的影响.方法选择2020年2月—2021年2月我院收治的脑卒中患者78例,采用随机数字表法分为两组,每组39例.对照组采取常规康复训练,观察组采取下肢智能反馈... 目的研究下肢智能反馈训练联合末端牵引式上肢康复训练对脑卒中后运动功能障碍患者的影响.方法选择2020年2月—2021年2月我院收治的脑卒中患者78例,采用随机数字表法分为两组,每组39例.对照组采取常规康复训练,观察组采取下肢智能反馈训练联合末端牵引式上肢康复训练,均训练3个月.对比两组选择性功能动作评估(SFMA)评分、神经功能缺损评分标准(CSS)评分及Barthel指数评定量表(BI)评分.结果训练前,两组SFMA评分、CSS评分、BI评分比较,组间差异无统计学意义(P>0.05);训练后,观察组SFMA评分、CSS评分均低于对照组,BI评分高于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05).结论下肢智能反馈训练联合末端牵引式上肢康复训练可改善脑卒中后运动功能障碍患者神经功能,促进运动功能恢复,提升生活能力. 展开更多
关键词 脑卒中后运动功能障碍 下肢智能反馈训练 末端牵引式上肢康复训练 运动功能 神经功能
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