基于气动弹簧的上肢康复机器人控制系统设计文献综述

 2021-11-04 20:48:55

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文 献 综 述1 课题研究的背景和意义随着当今世界生活规律以及节奏的变化,越来越多的人身体开始出现危机,其中近几年脑卒中、脑外伤、帕金森症、骨髓损伤等疾病变得越来越常见,越来越年轻化。

由疾病引发的偏瘫、运动障碍等严重影响着患者的生活,不仅导致了患者生活中诸多的不便,还有患者家属、护理所耗费的人力、物力、财力也给患者家庭带来沉重的精神负担和经济负担[1]。

这就要求我们需要不断的改进康复设备,以方便患者恢复,同时可以节省医疗资源,合理分配医生和患者的康复时间,使患后的康复医疗的效率大大提升。

随着机器人学的发展,机器人可以承担高重复性且高精度的工作,结合机器人学与康复医学的康复机器人可以很好的解决传统康复治疗面临的问题。

首先,康复机器人能替代康复治疗师进行重复性的康复指导。

其次,康复机器人具有更加精准的控制,它的相关参数可以客观的评价康复过程[2]。

此外,康复机器人使家庭康复成为了可能,而适宜的康复机器人控制系统搭配多种康复策略可以满足患者的康复治疗需要,降低了康复费用,也节省了患者的时间和精力,很大程度上减轻了患者的负担。

现代医学下的大部分机器人利用的都是电机,以电机为驱动器,可以快速的使机器人臂达到预定的位置,甚至作出许多复杂的运动轨迹。

但根据研究表明,其开发成本巨大,且磨损严重,不利于运动和后期维护[3],目前康复机器人研究主要集中于下肢康复,上肢康复机器人较少且普遍庞大沉重,不利于家庭康复,而气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度[4]。

所以,以气动弹簧代替原来的电机与其他的控制器可以实现更加精确的位置移动,与人体的移动方式更为契合,且能源消耗低[5],如果广泛应用于机器人中,可以节省大量能源和后期维护。

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