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上肢康复机械臂运动学和力学模型建立与分析
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作者 张广宇 李锐鹏 +1 位作者 杨其华 高升 《现代电子技术》 北大核心 2024年第14期147-156,共10页
针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间... 针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间点云图,验证其工作空间的合理性。基于牛顿-欧拉和拉格朗日方程对上肢康复机械臂进行动力学建模,推导了上肢康复机械臂力矩计算公式。将Adams动力学仿真与理论公式计算获取的各关节力矩值进行对比分析,计算两者之间的误差。实验结果表明,理论力学公式计算结果与Adams仿真结果误差值在0.1 N∙m以内,各关节的误差均在5%以内。实验结果验证了理论力学公式的正确性,为后续控制系统的建立和实物样机的制作提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 上肢康复机械臂 运动学模型 力学模型 蒙特卡洛法 牛顿-欧拉方程 动力学仿真
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基于SVM的上肢康复机械臂轨迹跟踪预测控制 被引量:1
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作者 王頔 李世扬 +2 位作者 储泽楠 石峰 张天鹏 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第4期829-833,共5页
针对上肢康复训练机械臂具有强耦合、非线性和时变的特点,设计了基于SVM(支持向量机)的轨迹跟踪预测控制器。采集机械臂系统的输入和输出数据,通过SVM辨识得到广义逆系统,与原系统串联实现解耦。对解耦后的系统,采用SVM辨识预测模型和PS... 针对上肢康复训练机械臂具有强耦合、非线性和时变的特点,设计了基于SVM(支持向量机)的轨迹跟踪预测控制器。采集机械臂系统的输入和输出数据,通过SVM辨识得到广义逆系统,与原系统串联实现解耦。对解耦后的系统,采用SVM辨识预测模型和PSO优化滚动控制序列的预测函数控制方法,并从其内模结构分析了系统的稳定性和鲁棒性。实验结果表明,该方法能够平稳高精度地实现轨迹跟踪。 展开更多
关键词 上肢康复机械臂 轨迹跟踪 预测控制 支持向量机
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基于Kinect体感器的康复机械手臂系统算法设计与实现 被引量:3
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作者 杨文璐 李唯杰 《电子设计工程》 2014年第20期27-30,共4页
设计实现一种新的机械手臂康复系统。利用Kinect体感器获取人体右肩、右肘和右腕3个关节的三维坐标,计算得出所需控制参数。建立体感器与机械手臂之间通信机制,通过数据反馈调整所需控制参数。实现多自由度同时协调运动的康复型机械手... 设计实现一种新的机械手臂康复系统。利用Kinect体感器获取人体右肩、右肘和右腕3个关节的三维坐标,计算得出所需控制参数。建立体感器与机械手臂之间通信机制,通过数据反馈调整所需控制参数。实现多自由度同时协调运动的康复型机械手臂控制方法。实验表明,该系统控制下的机械手臂能够平滑无明显停顿感地模仿人类手臂的自然动作,提高患者使用时的舒适度,增强康复效果。 展开更多
关键词 中风患者 康复训练 康复机械臂 KINECT
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基于SimMechanics的六自由度机械臂轨迹规划研究 被引量:3
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作者 周二振 王钰 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2014年第4期18-22,共5页
针对机械手臂在运动过程中出现的不稳定现象,本文利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics建立逆运动学仿真模型,由轨迹规划模块得到的各关节变量的角度、角速度和角加速度来驱动各关节运动;同时对机械手臂末端... 针对机械手臂在运动过程中出现的不稳定现象,本文利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics建立逆运动学仿真模型,由轨迹规划模块得到的各关节变量的角度、角速度和角加速度来驱动各关节运动;同时对机械手臂末端轨迹规划进行分析仿真。仿真结果表明,仿真模型输出轨迹和预定轨迹相吻合,利用仿真模型可以准确、有效地得到外骨骼康复机械手臂的运动参数和运动轨迹,并实现了机械手臂匀加速、匀速和匀减速的运动状态。该研究对六自由度外骨骼康复机械手臂结构设计提出了建设性意见,也为外骨骼康复机械手臂的分析设计提供了可靠依据。 展开更多
关键词 外骨骼康复机械臂 SIMMECHANICS 仿真 轨迹规划
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电动上肢运动康复系统建模及运动学仿真研究
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作者 胡搏 王洪艳 《电子机械工程》 2023年第2期10-14,共5页
文中设计了一款电机驱动医疗康复机械臂,并对机械臂的运动过程进行仿真分析,研究其在运动过程中的安全性和可靠性。主要研究内容包括对机械臂进行机械结构设计,利用SolidWorks软件完成建模工作;对机械臂进行正运动学分析和逆运动学分析... 文中设计了一款电机驱动医疗康复机械臂,并对机械臂的运动过程进行仿真分析,研究其在运动过程中的安全性和可靠性。主要研究内容包括对机械臂进行机械结构设计,利用SolidWorks软件完成建模工作;对机械臂进行正运动学分析和逆运动学分析,建立运动学方程;在Adams环境下对机械臂进行运动学分析,分析机械臂的运动轨迹和运动速度。 展开更多
关键词 上肢医疗康复机械臂 运动学分析 建模 仿真分析
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