一种新型手部康复机器人的设计与分析

针对意外伤害及脑卒中等造成的手部运动功能障碍问题,设计了一种新型手部康复机器人。重点介绍了三个模块化的执行机构和串联弹性驱动器的设计。利用解析法分析机器人的运动学特性,得出其运动学方程。然后通过图像处理技术得到了食指屈曲/伸展的运动轨迹,并将采集到的关节轨迹应用到运动学中,得出康复机器人的各个驱动关节的输入,并进行SIMULINK仿真验证。仿真结果证明该康复机器人整体结构设计合理,运动学模型正确,能够满足手部康复需求,同时也为后续康复机器人柔顺性控制提供了理论依据。     

踝关节康复训练并联机构构型及其运动学分析

在分析踝关节结构及运动方式的基础上,提出了一种3-RSS/S并联机器人方案用于踝关节康复治疗,并对其进行了位置逆解分析,得出了雅可比矩阵,为该机构的进一步分析、研发奠定了理论基础。     

基于虚拟现实的踝关节康复机器人的综述

根据国内外踝关节康复器械的研究现状,提出了基于虚拟现实的踝关节康复机器人的构成,其本质是一种触觉感知接口。从医学、虚拟现实技术和触觉感知接口技术的角度,阐述了亟待解决的虚拟现实建模、三维图形处理、系统融合、透明性、灵敏度等关键技术。分析了康复方案及功能评价策略的制定。     

精密铣削表面温度的实验研究

以金刚石铣刀精密铣削铝合金为研究对象,在VICTOR Vcenter-65加工中心上进行精密铣削时已加工表面温度测量的实验。通过对实验数据处理分析,得到已铣削加工表面的温度经验模型。分析结果表明,在精密铣削中,已加工表面的温度与铣削深度、铣削速度以及进给速度有关,影响最大的是铣削深度,其次是铣削速度,影响最小的是进给速度。     

基于Agent技术的沥青混凝土路面施工机群智能决策支持系统

介绍了IDSS和Agent的起源、概念及发展现状,提出了一种基于Agent的IDSS模型,此模型克服了以往智能决策系统的一些缺点,形成了人机协作系统,实现了决策的智能化、集成化。据此模型,设计了一个用于沥青混凝土路面施工的IDSS,该模型由工况感知、指令形成和指令显示Agent组成。经过现场验证,基于该模型的系统能够对施工过程中各种复杂的情况给出比较准确而快速的分析,提出合理的决策意见,提高了施工质量和效率,分析了该模型的优点和进一步的研究方向。     

基于HMM的下肢表面肌电信号模式识别的研究

采用隐马尔科夫(HMM)的信号分类识别方法,用以实现下肢步态中各细分动作的更好识别和描述。首先将待分类的肌电信号进行预处理,按等时间间隔对每通道的肌电信号划分不同的段,采用小波变换方法对每个数据段内肌电信号进行多尺度分解,并提取小波分解系数的奇异值构成观察值序列。将步态周期的四种运动模式与HMM状态一一对应,用Baum-Welch算法对HMM参数进行重估训练,再用标定技术处理的前向后向算法和Viterbi算法进行识别,得到的平均识别率高于90%。然后在四种运动模式中分别提取小波特征组成特征编码,送入概率神经网络(PNN)中进行识别。证明HMM的识别效果优于概率神经网络,能够更好地应用于假肢的控制研究。     

一种踝关节康复机器人的控制系统设计

为实现3-RSS/S踝关节康复并联机器人的各种康复训练模式,完成了以"PC+PMAC"作为硬件平台的控制系统设计,基于Visual C++6.0开发了软件系统,经实验取得了满意的效果.     

两足步行机器人并联腿机构的步态规划及仿真

应用虚拟样机技术,建立了两足步行机器人并联腿机构的仿真模型,并在仿真环境下对步行机器人的行走姿态进行了规划和仿真试验,为确定步行机器人腿机构的结构参数和参数优化提供了实验平台,为研究和开发新型两足步行机器人及其控制奠定了理论基础。     

高等级公路施工机群自动配置软件的研制

对高等级公路路面施工设备的优化配置和施工参数进行分析,研制了一套高等级公路施工机群自动配置系统。该系统采用了工期给定、施工材料供给量给定和主导设备给定的3种方式,对施工机械进行优化配置,提供施工设备的最优关键参数,并生成最优配置数据库,以供动态系统查询调用。同时还可将经过试验路段修正过的优化方案添加到设备选型数据库中去,对自动配置系统进行补充和修正。该系统在实际路段的机群自动施工中使用效果良好。     

下肢外骨骼康复机器人的自适应控制研究

针对下肢外骨骼康复机器人的动力特性,为实现康复训练过程中控制的实时性和高精度,消除系统中存在的未建模动态、外部扰动和非线性不确定性的影响,本文提出采用两个相互独立控制器共同作用控制方法,即基于标称模型的计算力矩控制器和变结构鲁棒自适应补偿控制器。补偿控制器基于Lyapunov函数法,通过引入一个动态信号和非线性阻尼项来抑制未建模动态、外部有界扰动和非线性不确定项的影响。设计的自适应律通过在线刷新系统的不确定参数,增强了控制系统的鲁棒性并保证系统达到全局渐近稳定。通过Lyapunov稳定性定理和仿真结果证明了该控制策略的可行性和有效性。