康复按摩机器人控制系统设计与实现

admin · 发表于前天 10:31

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雅宝题库解析：
中医按摩是缓解和治疗老年腰腿疼痛等各种慢性疼痛的有效的手段。但由于按摩运动的轨迹、力量及其变化规律等影响按摩效果的关键因素无法用语言来准确地描述，且中医按摩从业人员的数量远远达不到实际需要，阻碍了中医按摩治疗手段的推广。针对上述题目本文从中医按摩理论及实践出发，提出了用于治疗老年腰腿疼痛的康复按摩机器人系统，针对按摩运动轨迹和按摩力量及其变化规律开展研究，研究了康复按摩机器人系统的力位混合控制策略，保证按摩的位置和力量精度。首先，对各种中医按摩手法进行了运动捕捉，获得了运动轨迹，得到了各个时刻按摩专家施力部位末端的空间位置信息，作为控制系统的位置控制量。分析了按摩手法的运动学和动力学特征，得出了各种手法运动的自由度及各个自由度施力的情况。完成了康复按摩机器人系统的构型设计，分析了其工作空间，满足康复按摩机器人系统的要求。其次，研制了按摩力量采集手套系统，用于采集专家按摩力量的大小、频率以及变化规律，作为按摩控制系统的力量控制量。该系统由带有压力传感器的手套、数据采集盒以及上位机软件组成。针对专家按摩手法通用性题目以及按摩效果的评估标准题目提出了基于疼痛阈值的按摩力量评价标准。使用该按摩力量采集手套系统进行了按摩专家手法力量数据的采集，建立了适用于老年腰腿疼痛的专家按摩力量的数据库。然后，建立了的基于力位混合控制的康复按摩机器人系统主动柔顺控制策略，保证按摩运动轨迹和按摩力量的控制精度。在指揉法的力位混合控制系统模型中建立了基于弹簧阻尼模型的人体皮肤肌肉模型，为控制系统仿真提供按摩压力信号，使控制策略适用于更接近真实的按摩环境。通过控制仿真得到了位置、力量以及力位混合控制精度，验证了控制策略的有效性。最后，在康复按摩机器人系统的硬件平台上进行了力位混合控制策略指揉法按摩控制实验，得到的位置和力量精度均满足要求。说明康复按摩机器人系统能够完成指揉法的按摩并达到预期按摩效果。

康复按摩机器人控制系统设计与实现

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