基于人機交互技術(shù)的康復(fù)機器人

目錄
前言
第1章 康復(fù)機器人的人機交互控制方法 1
1.1 概述 1
1.2 康復(fù)機器人需求分析及功能設(shè)計 2
1.3 被動訓(xùn)練康復(fù)機器人控制技術(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 主動訓(xùn)練康復(fù)機器人控制技術(shù) 7
1.4.1 感知技術(shù) 7
1.4.2 人機交互控制技術(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 22
第2章 基于BCI的全方位智能移動輪椅系統(tǒng) 30
2.1 系統(tǒng)總體概述 30
2.1.1 設(shè)計目的和背景 30
2.1.2 系統(tǒng)組成 31
2.1.3 研究難點 32
2.2 輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計 33
2.2.1 本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 33
2.2.2 移動機構(gòu)設(shè)計 36
2.3 總控系統(tǒng)設(shè)計 46
2.3.1 腦機接口系統(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 64
2.5 實驗設(shè)置與實驗結(jié)果 66
2.6 本章小結(jié) 69
參考文獻 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)計要求 80
3.2.4 總體控制方案設(shè)計 81
3.2.5 左右電機同軸設(shè)計 83
3.3 腦控訓(xùn)練模式設(shè)計 83
3.3.1 BCI介紹 83
3.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計 86
3.3.3 視覺刺激的BCI控制原理 88
3.4 硬件設(shè)計 89
3.4.1 控制器選型 89
3.4.2 電機選型 91
3.4.3 通信模塊 94
3.5 樣機仿真實驗 94
3.5.1 MPV4軟件介紹 94
3.5.2 STARTUP程序自動生成及編輯 102
3.5.3 樣機在線仿真 105
3.6 本章小結(jié) 108
參考文獻 108
第4章 上肢外骨骼式康復(fù)機器人 111
4.1 概述 111
4.2 上肢外骨骼式康復(fù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 111
4.2.1 末端牽引式康復(fù)機器人系統(tǒng) 112
4.2.2 外骨骼式康復(fù)機器人系統(tǒng) 113
4.3 一種外骨骼式上肢康復(fù)機器人系統(tǒng)運動學(xué)分析 115
4.3.1 上肢外骨骼式康復(fù)機器人總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 116
4.3.2 機械臂運動學(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 主從式機器人模糊補償控制原理 129
4.4.3 主臂運動意圖量化 130
4.4.4 主從式模糊補償控制器 130
4.5 實驗仿真 132
4.6 樣機實驗 133
4.7 本章小結(jié) 135
參考文獻 136
第5章 中醫(yī)按摩機器人 140
5.1 概述 140
5.2 按摩機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 141
5.3 中醫(yī)按摩機器人關(guān)鍵技術(shù) 143
5.3.1 傳統(tǒng)中醫(yī)按摩手法的機理分析及建模 143
5.3.2 負載剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)體的可靠性設(shè)計 145
5.3.3 復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的按摩手法運動控制系統(tǒng) 145
5.3.4 機器人伺服運動控制 146
5.4 按摩機器人的安全防護措施 147
5.5 中醫(yī)按摩機器人系統(tǒng)設(shè)計 148
5.5.1 按摩機器人的工作原理及按摩流程 148
5.5.2 按摩機器人本體機構(gòu)設(shè)計 149
5.5.3 按摩機器人運動學(xué)建模 152
5.5.4 按摩機器人總控系統(tǒng) 158
5.5.5 按摩效果評價系統(tǒng)及臨床試驗情況 161
5.6 本章小結(jié) 163
參考文獻 163