基于人機(jī)交互技術(shù)的康復(fù)機(jī)器人

目錄
前言
第1章 康復(fù)機(jī)器人的人機(jī)交互控制方法 1
1.1 概述 1
1.2 康復(fù)機(jī)器人需求分析及功能設(shè)計(jì) 2
1.3 被動(dòng)訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人控制技術(shù) 4
1.3.1 PID控制 4
1.3.2 滑模控制 4
1.3.3 模糊控制 5
1.3.4 自適應(yīng)控制 6
1.4 主動(dòng)訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人控制技術(shù) 7
1.4.1 感知技術(shù) 7
1.4.2 人機(jī)交互控制技術(shù) 13
1.5 交互控制的穩(wěn)定性與安全性 20
1.6 本章小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
第2章 基于BCI的全方位智能移動(dòng)輪椅系統(tǒng) 30
2.1 系統(tǒng)總體概述 30
2.1.1 設(shè)計(jì)目的和背景 30
2.1.2 系統(tǒng)組成 31
2.1.3 研究難點(diǎn) 32
2.2 輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
2.2.1 本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
2.2.2 移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 36
2.3 總控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 46
2.3.1 腦機(jī)接口系統(tǒng) 46
2.3.2 調(diào)度控制系統(tǒng) 55
2.3.3 全方位移動(dòng)系統(tǒng) 57
2.4 電源供配系統(tǒng) 64
2.4.1 系統(tǒng)功能及其組成 64
2.4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 64
2.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 66
2.6 本章小結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 69
第3章 基于BCI技術(shù)的上下肢康復(fù)系統(tǒng)研究 71
3.1 研究概述 71
3.1.1 設(shè)計(jì)背景 71
3.1.2 研究目的 72
3.1.3 研究現(xiàn)狀 72
3.1.4 理論意義與推廣價(jià)值 77
3.2 基于BCI技術(shù)的上下肢康復(fù)系統(tǒng)總體控制方案 77
3.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu) 77
3.2.2 康復(fù)系統(tǒng)功能要求 78
3.2.3 控制方案設(shè)計(jì)要求 80
3.2.4 總體控制方案設(shè)計(jì) 81
3.2.5 左右電機(jī)同軸設(shè)計(jì) 83
3.3 腦控訓(xùn)練模式設(shè)計(jì) 83
3.3.1 BCI介紹 83
3.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 86
3.3.3 視覺(jué)刺激的BCI控制原理 88
3.4 硬件設(shè)計(jì) 89
3.4.1 控制器選型 89
3.4.2 電機(jī)選型 91
3.4.3 通信模塊 94
3.5 樣機(jī)仿真實(shí)驗(yàn) 94
3.5.1 MPV4軟件介紹 94
3.5.2 STARTUP程序自動(dòng)生成及編輯 102
3.5.3 樣機(jī)在線仿真 105
3.6 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第4章 上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)器人 111
4.1 概述 111
4.2 上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 111
4.2.1 末端牽引式康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng) 112
4.2.2 外骨骼式康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng) 113
4.3 一種外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 115
4.3.1 上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 116
4.3.2 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 118
4.3.3 主從雙臂互不干涉分析 124
4.4 主從式上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練控制方法 127
4.4.1 主從臂工作空間映射 128
4.4.2 主從式機(jī)器人模糊補(bǔ)償控制原理 129
4.4.3 主臂運(yùn)動(dòng)意圖量化 130
4.4.4 主從式模糊補(bǔ)償控制器 130
4.5 實(shí)驗(yàn)仿真 132
4.6 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 133
4.7 本章小結(jié) 135
參考文獻(xiàn) 136
第5章 中醫(yī)按摩機(jī)器人 140
5.1 概述 140
5.2 按摩機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 141
5.3 中醫(yī)按摩機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù) 143
5.3.1 傳統(tǒng)中醫(yī)按摩手法的機(jī)理分析及建模 143
5.3.2 負(fù)載剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)體的可靠性設(shè)計(jì) 145
5.3.3 復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的按摩手法運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 145
5.3.4 機(jī)器人伺服運(yùn)動(dòng)控制 146
5.4 按摩機(jī)器人的安全防護(hù)措施 147
5.5 中醫(yī)按摩機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 148
5.5.1 按摩機(jī)器人的工作原理及按摩流程 148
5.5.2 按摩機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 149
5.5.3 按摩機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模 152
5.5.4 按摩機(jī)器人總控系統(tǒng) 158
5.5.5 按摩效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)及臨床試驗(yàn)情況 161
5.6 本章小結(jié) 163
參考文獻(xiàn) 163