基于sEMG动作识别的桌面式上肢康复机器人控制研究

发布时间：2025-05-07 05:12

　　随着人口老龄化的加剧,由脑卒中引起的上肢运动功能障碍患者的数量大幅增加。目前,利用康复机器人对偏瘫患者进行康复训练已成为国内外研究的热点。然而现有的上肢康复机器人多定位在机械的被动训练上,无法体现患者的运动意图,缺乏针对不同康复阶段的主、被动控制策略研究,降低了患者的主动参与度与康复系统的普遍适用性。为解决上述问题,本文从桌面式上肢康复机器人的系统设计出发,将可反映人体运动意图的表面肌电信号（sEMG）与力信号引入控制系统,分别进行基于sEMG动作识别的被动位置控制策略研究和基于接触力的主动柔顺控制策略研究,并基于搭建的上肢康复机器人实现对本文方法的实验验证。主要工作如下:（1）桌面式上肢康复机器人系统设计。基于人体上肢生理结构特征和机器人实际应用需求,设计了桌面式上肢康复机器人的机械本体与硬件控制系统。针对患肢不同的康复阶段,提出进阶式康复训练方案,在软瘫期采用基于sEMG动作识别的被动康复训练方案,在恢复期采用基于接触力的主动康复训练方案。（2）基于软瘫期健侧上肢sEMG的动作识别技术研究。首先,通过对比分析小波、滤波器+陷波器两种方法对sEMG的去噪效果,确定基于db4小波基的4层...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1国外研制的上肢康复机器人

第1章绪论2国外针对康复机器人的研究起步较早，并且取得了一定的成果。如图1.1（a）所示，麻省工学院采用连杆机构的形式，成功研制了世界上首台上肢康复机器人MIT-Manus，患者手部在机器人的牵引下实现康复训练[10]。苏黎世联邦理工学院研制的ARMin系列至今已经有了第四代样机....

图1.2国内研制的上肢康复机器人

第1章绪论3提高系统安全性[17]。（a）东南大学（b）哈尔滨工程大学（c）神方康复机器人公司图1.2国内研制的上肢康复机器人1.2.2上肢康复机器人控制策略研究现状不同阶段的患者会逐渐恢复其肌力和运动范围，所以康复治疗的有效性在很大程度上取决于机器人是否可以针对不同的患者提供不....

图4.2肘水平屈曲/伸展动作示意图

箱减速比。4.2基于sEMG动作识别的被动位置控制研究在康复初期，患肢呈松弛状态，没有运动能力，康复机器人根据健侧动作识别结果带动患侧跟踪目标运动轨迹，进行自主性被动康复训练。此时控制算法以位置精度为目标，减小轨迹跟随过程中的误差，防止偏差过大对患者造成二次伤害，以更好完成目标训....

图4.3肩水平内收/外展动作示意图

第4章桌面式上肢康复机器人控制策略研究47同样考虑到安全问题，如图4.3所示，在肩关节动作时，假设肩关节（点D）固定不动。肩水平内收为臂长（线段BD）绕肩关节沿弧BC旋转的过程，肩水平外展为臂长绕肩关节沿弧BA旋转的过程，设==π/3。图4.3肩水平内收/外展动作示意图根据实验室....

本文编号：4043652