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文档简介

六自由度外骨骼式上肢康复机器人设计的开题报告一、选题背景随着人口老龄化的加剧，上肢功能障碍患者数量不断增加，如中风、外伤等导致的上肢功能障碍，这些障碍给患者的生活造成了巨大的影响，也给医疗卫生事业带来了重大的挑战。因此，开发一种能够协助上肢功能障碍患者康复的机器人具有重要的意义。目前市场上的上肢康复机器人大多数为二自由度机器人，只能进行简单的四肢上下活动，而随着对机器人康复应用需求的不断提高，六自由度机器人由于其更加灵活、全面的特点而成为了研究热点。二、选题意义1.解决临床康复问题。上肢康复机器人可以帮助康复医师为患者提供基本的康复护理，促进患者的早期康复和前往社会的迅速恢复。2.开发高精度康复机器人。康复机器人具有高度的控制和定位能力，对于许多需要高精度康复的临床情况具有重要意义。3.提高康复效果。康复机器人在康复治疗中的应用可以提高康复效果，缩短恢复时间，提高患者的生活质量。4.产业化推进。具有高精密度、完整功能的上肢康复机器人将成为产业化推进的重要方向，推动相关产业的快速发展。三、设计思路本文将设计一款基于六自由度的外骨骼式上肢康复机器人，通过研究人类上肢运动的动力学特性来确定机器人的关节的自由度数量，然后通过建立机器人的数学模型和控制算法，实现机器人对患者上肢的控制。四、技术路线本研究的技术路线如下：1.设计机械结构。根据人类上肢的运动学和动力学特性，设计符合人体工学的机械结构。2.软硬件集成。将研究中所得到的机械结构与控制算法进行软硬件集成，并通过实验验证所设计的机器人的控制能力。3.实验验证。通过实验验证设计的机器人在康复方面的应用效果。五、预期成果本研究预期达到以下成果：1.实现基于六自由度的外骨骼式上肢康复机器人的设计与制造。2.研究和掌握机器人动力学控制算法，实现机器人对患者上肢的控制。3.进行实现验证，验证所设计的机器人在康复方面的应用效果。4.为上肢康复机器人的发展和产业化提供技术支持。六、拟解决的关键问题1.机器人结构设计。根据人类上肢的运动学和动力学特性，设计适合的机械结构。2.动力学算法。通过研究机器人运动的力学特性，达到精准控制机器人的目的。3.运动轨迹规划。通过规划机器人的运动轨迹，实现机器人对患者上肢的控制。4.实验验证。通过实验验证所设计的机器人在康复方面的应用效果。七、研究进度1.方案设计：2021年11月-2022年1月2.机械结构设计：2022年1月-2022年3月3.控制算法研究与设计：2022年3月-2022年5月4.软硬件集成：2022年5月-2022年7月5.实验验证及评估：2022年7月-2022年11月6

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