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由于伤病或事故等原因,导致患者丧失上肢运动功能而无法正常抬起上肢,这会对他们的生活造成很大的负担。基于上肢运动功能障碍患者在患病后不同阶段的不同特点,需要分别为其提供一定强度的康复训练以及日常辅助。在当前研究中大多都只针对上肢康复设备进行探讨,功能相对单一且具有一定的局限性。针对上述问题,本文研究和建立了一个基于Kinect 2.0传感器的人体上肢外骨骼自主康复训练及日常辅助系统,以满足患者不同时期的需求。具体工作内容如下:(1)论文对人体上肢运动学模型进行分析,根据需要辅助的上肢运动自由度以及人体上肢参数确定了电机选型以及外骨骼装置的设计方案,并对外骨骼装置的运动学进行分析,计算出装置的雅克比矩阵。(2)在基于人体上肢模型的基础上,本文搭建了人体上肢外骨骼实验装置,并分析了其上下位机的组成。同时对装置的动力学进行分析,利用重力补偿后的二维动态方程简化了复杂的三维动态方程。在确定了基于角度的阻抗控制方法后,用户可以使用摇杆控制装置对上肢运动进行辅助。(3)为了拓宽设备的应用范围,本文使用了基于Kinect 2.0传感器的人机交互系统作为设备的输入信号端对外骨骼装置进行控制。利用安装在Kinect传感器上的三个摄像头记录具有深度信息的动态图像,能够实时获取人体骨骼信息并可以计算出人体上肢关节角度值。本文讨论了基于Visual studio用于控制Kinect传感器的软件开发情况,该软件能够控制传感器获取五个角度值并记录下来,并利用中值滤波器对获取的角度进行滤波处理以获取较为稳定的数据。同时本文还基于Kinect 2.0传感器进行了四组实验,验证了软件的使用情况以及人机交互系统的可行性。(4)在获取上肢角度信息后,本文讨论了利用Arduino与Processing对获取到的数据实时传输到设备的方法,并利用人体上肢角度与设备关节角度之间的关系,获得设备实际运行时关节输出角度值。基于这种关系,论文搭建了基于Kinect 2.0传感器的上肢外骨骼辅助装置镜像自主康复训练、上肢外骨骼辅助装置日常辅助以及上肢辅助装置远程指导系三个子系统。利用该系统,患者可以在家中进行上肢自主康复训练、获取上肢日常生活辅助。通过该装置,能够提高上肢运动功能障碍患者生活质量,提升医治效率。