基于日常生活活动的上肢康复机器人运动轨迹规划

关键词：上肢康复机器人  日常生活活动  关节活动度  轨迹规划  运动仿真

摘要：

      摘要 目的：基于人体上肢的日常生活活动（activities of daily living， ADL），为上肢康复机器人辅助患者ADL康复训练时的运动轨迹进行规划。 方法：搭建四自由度上肢机器人平台，利用Denavit-Hartenberg法建立上肢康复机器人4自由度坐标系，并进行正逆运动学分析。在上肢运动实验中，检测进食、穿衣、床椅转移和行走ADL的关节活动度并验证变换矩阵，最后利用MATLAB软件对规划轨迹进行仿真分析。 结果：在上肢ADL训练中，肩关节屈伸、内外旋、内收外展和肘关节屈伸四组关节活动度分别是：进食（﹣48.96°—﹣35.09°、﹣22.81°—﹣16.40°、16.17°—35.28°、﹣145.96°—﹣55.17°）；穿衣（﹣9.06°—﹣15.83°、﹣79.18°—﹣83.09°、﹣9.50°—﹣15.91°、﹣19.08°—﹣111.73°）；床椅转移（79.02—﹣0.38、﹣88.58—1.45、19.26—﹣0.58、﹣90.69—﹣1.62）；行走摆臂（﹣21.76—12.35、﹣4.81—1.45、﹣5.96—5.57、﹣33.37—﹣7.09），与逆运动学矩阵验算结果一致。根据实验数据做的上肢康复机器人运动轨迹规划也跟仿真结果一致。 结论：本文针对ADL做了相关运动轨迹规划，实验结果证明了轨迹规划的正确有效性和机械臂轨迹规划的安全性。

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