可穿戴式上肢康复机器人结构设计9787122425157

第1章 绪论001

1.1 背景及目的、意义002

1.2 偏瘫康复理论及训练方法分析003

1.2.1 脑卒中及脑可塑性003

1.2.2 脑卒中偏瘫康复训练方式004

1.2.3 临床康复训练方法006

1.2.4 基于康复机器人的康复训练方法007

1.3 上肢康复机器人的国内外发展现状008

1.3.1 末端导引式康复机器人系统发展现状008

1.3.2 外骨骼式上肢康复机器人发展现状010

1.4 上肢康复机器人控制策略研究现状016

1.5 本书的主要内容018

第2章 人体上肢关节运动分析及机器人结构设计023

2.1 人体上肢解剖学分析及数据采集024

2.1.1 肩关节分析024

2.1.2 肘关节分析026

2.1.3 腕关节分析027

2.1.4 人体上肢运动数据采集028

2.2 上肢康复机器人各关节结构设计032

2.2.1 肩关节结构设计033

2.2.2 肘关节结构设计035

2.2.3 腕关节结构设计037

2.3 上肢康复机器人总体结构041

2.4 本章小结042

第3章 上肢康复机器人运动学与动力学分析043

3.1 上肢康复机器人运动学分析044

3.1.1 正运动学044

3.1.2 逆运动学048

3.1.3 工作空间分析049

3.2 上肢康复机器人动力学分析053

3.3 上肢康复机器人仿真分析060

3.3.1 运动学仿真分析060

3.3.2 动力学仿真分析061

3.4 康复机器人关节空间轨迹规划064

3.5 本章小结067

第4章 绳索驱动腕部柔性并联机构力学性能分析069

4.1 腕关节并联机构小挠度性能分析070

4.1.1 考虑柔性振动因素的系统动力学建模070

4.1.2 逆运动学和静力学分析074

4.1.3 腕关节并联机构小挠度仿真分析077

4.1.4 腕关节并联机构工作空间分析079

4.2 腕关节并联机构大挠度性能分析079

4.2.1 运动学参数配置080

4.2.2 压缩弹簧参数配置081

4.2.3 逆运动学和静力学分析083

4.2.4 腕关节并联机构大挠度仿真分析089

4.3 本章小结091

第5章 上肢康复机器人控制系统设计093

5.1 RBFNN-ILC 控制器构建与分析094

5.1.1 迭代学习控制094

5.1.2 RBF神经网络控制095

5.1.3 RBFNN-ILC控制器设计095

5.1.4 稳定性分析099

5.1.5 仿真分析100

5.2 基于RBF 神经网络的滑模控制构建与分析103

5.2.1 系统模型建立及问题描述103

5.2.2 基于RBF神经网络逼近的滑模控制104

5.2.3 基于单参数的自适应滑模控制105

5.2.4 稳定性分析106

5.2.5 仿真分析108

5.3 本章小结113

第6章 上肢康复机器人样机研制及实验研究115

6.1 上肢康复机器人系统搭建及测试实验116

6.2 腕关节运动能力实验118

6.3 基于最优训练路径的上肢康复机器人实验研究122

6.3.1 被动运动康复训练实验122

6.3.2 主动运动康复训练实验126

6.3.3 示教训练实验131

6.4 本章小结134

参考文献135

本书在简要介绍上肢康复机器人技术发展的基础上，对可穿戴式上肢康复机器人结构设计方法进行了深入研究;在机器人结构基础上，对上肢康复机器人运动学、动力学进行分析，并基于运动学分析结果，研究了机器人轨迹规划方法;针对腕关节柔性并联机构支撑弹簧具有侧向弯曲特性，在充分考虑弹簧轴向柔性振动和径向柔性振动以及考虑弹簧轴向位移和柔性振动两种工况下，提出了一种有限转动张量和力与力矩平衡方程相结合的方法，验证了实验机构的合理性和分析方法的正确性;针对脑卒中偏瘫患者的被动康复训练轨迹跟踪问题，提出了一种基于RBF神经网络迭代学习方法，提高了系统的跟踪性能及轨迹跟踪误差的收敛速度。

本书可供从事上肢康复机器人研究的科研人员学习参考，也可作为相关专业的研究生或高年级本科生的教材。