康复机器人-设计工程规划书
肢体康复机器人的设计与控制
肢体康复机器人的设计与控制
一、背景
随着人工智能技术的发展,机器人的使用越来越普遍,其功能也越来
越强大,不仅局限于工业领域,也越来越深入到其他领域,如医疗、教育、娱乐等领域。
因此,设计和控制一种机器人,使其能够帮助身体残疾的人
员进行肢体康复,已成为重要研究课题。
二、设计原理
肢体康复机器人首先要解决的问题是如何驱动、控制机器人的运动,
主要有两种方式:一种是使用气动活塞,另一种是电机控制。
除了新的设
计之外,还可以使用已有的运动控制单元,如Arduino, Raspberry Pi,以及其他相关模块。
此外,为了实现有效的控制,还需要实现必要的感知和通信功能。
本
文探讨的方案使用机器视觉,其基本原理是使用相机获取图像,利用图像
处理和机器学习算法,模拟人类眼睛的效果,从而实现对机器人运动的实
时跟踪和控制。
此外,通信方面,目前研究的方案主要基于蓝牙技术,可实现机器人
与人的实时交互,从而实现肢体康复机器人的有效控制。
三、设备架构
设备架构包括机器人本体部分、气动活塞控制部分和电路控制部分。
机器人本体部分,包括机器人的外壳,机器人的各个部件,以及与机
器人设备相关的支撑结构。
六自由度上肢康复机器人机构设计及轨迹规划
编者按 在国家加快实施创新驱动发展战略的大背景下,“医工融合”“医工转化”已经成为医疗行业的研究热点。
康复机器人是医工融合的一个重要分支,其研究主要集中在康复机械手、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面,涉及康复医学、机器人学、人工智能、生物力学、机械学、材料学、计算机科学等诸多学科。
目前,康复机器人已被广泛应用于康复治疗、假肢和康复护理等领域,它可以代替治疗师为患者做长时间的、简单的重复运动,且能够保持相同的速度和力量,从而确保康复训练的舒适性和稳定性。
康复机器人主要适用于脑卒中、脑外伤、脑瘫等引起的肢体瘫痪以及肌腱或韧带断裂、脊髓损伤等运动创伤的早期康复训练等。
它作为一种新兴的康复辅助技术,不仅可以帮助康复患者进行更好的康复训练和治疗,还极大地提高了康复的效率和精度,从而使患者获得更好的康复效果。
未来的康复机器人将会朝着更加智能化、可穿戴化和远程化方向发展,助力康复治疗和医疗服务水平的不断提升。
本刊一直关注医工融合在康复治疗领域的新技术、新发展,本期从相关医疗机器人的研发设计、构型特点、技术要点、分类和功能原理等方面入手,策划了“医工融合与康复机器人专栏”,以期为各位专家、同仁共同探讨和促进医工融合与康复机器人的发展提供一个交流平台。
六自由度上肢康复机器人机构设计及轨迹规划张邦成,兰旭腾,刘帅,庞在祥(长春工业大学机电工程学院 吉林 长春 130012)摘 要本研究设计一款六自由度上肢康复机器人,机器人采用绳索驱动、串并联相结合的关节结构形式,能够牵引偏瘫患者的上肢实现多个关节且活动范围较大的康复运动训练。
针对上肢康复机器人机构适用性问题,基于运动学理论和D-H坐标系法建立上肢康复机器人本体D-H参数模型,根据空间坐标向量之间的平移、旋转关系,对运动序列建模分析,求解正运动学,通过封闭解法求解逆运动学。
基于运动学分析结果,提出五次多项式函数关节空间轨迹规划方法,对上肢提拉抬肘运动进行轨迹规划仿真,验证了康复运动过程中的运动能力。
上肢康复机器人设计与运动规划的开题报告
上肢康复机器人设计与运动规划的开题报告一、研究背景与意义近年来,随着人口老龄化趋势的加剧,中风、脑损伤等疾病的发病率也逐渐上升。
这些疾病通常会给患者带来不同程度的上肢肌力障碍、运动失调和协调障碍等问题,给患者的日常生活造成极大困扰。
上肢康复机器人可以通过运动训练帮助患者恢复上肢运动能力,提高生活质量。
而上肢康复机器人的设计与运动规划对于机器人的性能与适应性具有很大影响。
在机器人的设计上,需要考虑机器人的结构、控制系统、传感系统、下位机操纵等方面;在运动规划上,需要根据患者的情况,采取合适的运动模式与训练方案,使机器人能够满足患者的康复需求,达到最好的效果。
二、研究内容1. 上肢康复机器人的设计:主要包括机器人的结构、控制系统、传感系统、下位机操纵等方面的设计。
2. 运动规划方法研究:主要包括患者运动状态的监测、运动学与动力学分析、运动规划算法等方面的研究。
3. 运动训练策略设计:主要根据患者的病情及运动功能恢复情况,设计相应的训练方案,并通过机器人进行训练。
三、研究方法1. 搜集文献资料,掌握上肢康复机器人的最新设计与研究进展。
2. 对目前广泛采用的上肢康复机器人进行系统评估,分析其优缺点。
3. 设计并制造一台上肢康复机器人原型。
4. 基于机器人传感器和运动学及动力学分析,研究基于运动规划的上肢康复机器人的运动控制方法。
5. 设计基于机器人的上肢康复训练策略,开展对患者的运动训练。
四、预期研究结果1. 一台高性能、适应性强的上肢康复机器人原型。
2. 一套基于运动规划的上肢康复机器人的运动控制方法。
3. 一套基于机器人的上肢康复训练策略,可以通过机器人进行患者的运动训练。
五、研究意义1. 基于运动规划的上肢康复机器人的设计可以为上肢康复机器人的技术改进提供一种新的思路。
2. 开发一款适应性强、性能稳定的上肢康复机器人,可大大提高患者的康复治疗效果,改善患者生活质量。
3. 该研究成果对于推广康复机器人技术,提高我国康复医学技术水平具有积极的推动作用。
康复治疗智能设备项目计划书
康复治疗智能设备项目计划书一、项目背景随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,对康复治疗的需求日益增长。
同时,科技的不断进步也为康复治疗带来了新的机遇和挑战。
传统的康复治疗方法往往存在效率低下、效果有限等问题,而智能设备的出现为解决这些问题提供了可能。
本项目旨在开发一系列创新的康复治疗智能设备,以满足市场的需求,提高康复治疗的效果和效率。
二、项目目标1、开发一系列具有创新性和实用性的康复治疗智能设备,包括但不限于康复训练机器人、智能康复评估系统、智能康复理疗设备等。
2、建立完善的生产和销售体系,确保产品能够顺利推向市场,并获得良好的市场份额。
3、与医疗机构、康复机构等建立合作关系,共同推广和应用康复治疗智能设备,提高康复治疗的水平和质量。
三、市场分析1、市场需求随着人口老龄化的加剧,以及慢性病患者和残疾人数的增加,康复治疗的需求不断扩大。
人们对康复治疗的效果和效率提出了更高的要求,传统的康复治疗方法已经难以满足市场需求。
智能设备在医疗领域的应用越来越广泛,康复治疗智能设备具有广阔的市场前景。
2、市场竞争目前,康复治疗智能设备市场仍处于发展初期,竞争相对较小。
但随着市场的不断发展,竞争将逐渐加剧。
现有竞争对手主要包括一些国际知名医疗器械企业和少数国内创新企业,他们在技术、品牌、渠道等方面具有一定的优势。
3、市场趋势康复治疗智能设备将朝着智能化、个性化、便携化、多功能化等方向发展。
随着技术的不断进步和成本的降低,康复治疗智能设备的应用范围将不断扩大,市场规模将持续增长。
四、产品与服务1、产品概述康复训练机器人:能够模拟人体运动,为患者提供个性化的康复训练方案,帮助患者恢复肢体功能。
智能康复评估系统:通过传感器和数据分析技术,对患者的康复状况进行准确评估,为治疗方案的制定提供依据。
智能康复理疗设备:采用先进的物理治疗技术,如电疗、磁疗、光疗等,为患者提供高效、舒适的康复理疗服务。
2、产品特点创新性:采用先进的技术和设计理念,具有独特的功能和优势。
康复机器人相关项目实施方案
康复机器人相关项目实施方案目录概论 (4)一、资源开发及综合利用分析 (4)(一)、资源开发方案。
(4)(二)、资源利用方案 (5)(三)、资源节约措施 (7)二、产品规划 (8)(一)、产品规划 (8)(二)、建设规模 (10)三、康复机器人项目建设地方案 (11)(一)、康复机器人项目选址原则 (11)(二)、康复机器人项目选址 (12)(三)、建设条件分析 (13)(四)、用地控制指标 (14)(五)、用地总体要求 (15)(六)、节约用地措施 (16)(七)、总图布置方案 (17)(八)、运输组成 (18)(九)、选址综合评价 (19)四、土建工程说明 (20)(一)、建筑工程设计原则 (20)(二)、康复机器人项目工程建设标准规范 (21)(三)、康复机器人项目总平面设计要求 (23)(四)、建筑设计规范和标准 (24)(五)、土建工程设计年限及安全等级 (25)(六)、建筑工程设计总体要求 (26)(七)、土建工程建设指标 (27)五、康复机器人项目风险概况 (28)(一)、政策风险分析 (28)(二)、社会风险分析 (29)(三)、市场风险分析 (31)(四)、资金风险分析 (32)(五)、技术风险分析 (33)(六)、财务风险分析 (34)(七)、管理风险分析 (35)(八)、其它风险分析 (36)(九)、社会影响评估 (38)六、康复机器人项目节能概况 (41)(一)、节能概述 (41)(二)、康复机器人项目所在地能源消费及能源供应条件 (43)(三)、能源消费种类和数量分析 (43)(四)、康复机器人项目预期节能综合评价 (45)(五)、康复机器人项目节能设计 (46)(六)、节能措施 (47)七、实施进度 (48)(一)、建设周期 (48)(二)、建设进度 (50)(三)、进度安排注意事项 (51)(四)、人力资源配置 (52)(五)、员工培训 (54)(六)、康复机器人项目实施保障 (55)八、投资方案计划 (56)(一)、康复机器人项目估算说明 (56)(二)、康复机器人项目总投资估算 (57)(三)、资金筹措 (59)九、社会影响分析 (60)(一)、社会影响效果分析 (60)(二)、社会适应性分析 (61)(三)、社会风险及对策分析 (62)概论项目实施方案是项目管理中至关重要的一环,是整个项目成功的关键所在。
医疗康复机器人的设计及研究
医疗康复机器人的设计及研究摘要:根据有关调查显示,至2030年,我国慢性病患病率将高达65.7%,其中80%的慢性病患者需要康复治疗,这使得护理人员的负担越来越重。
本研究课题通过设计出一款可折叠的医疗康复机器人从而提高护理人员的效率,降低了在护理工作中长期背抱患者移位而形成的扭伤等职业病,由于其小巧,因此可塞进汽车后备箱。
设计的展现形式主要通过Solidworks软件画出零件图,并进行装配,之后进行仿真,得到具体数据,其原理是通过控制电机驱动抓手来模拟护理人员手臂将患者抱起的动作,并且可调节电动推杆来控制医疗康复机器人的高度,方便将患者移动到轮椅、床和汽车上。
关键词:移位;折叠;可调节;医疗康复1.总体设计操作装置的设计应以方便护理人员使用为前提,即操作界面应该简单易懂,操作装置。
该操作装置各个按钮的摆放与其控制的各个伺服电机和电动推杆的位置相对应,所代表的方向为护理人员站在医疗康复机器人的后方。
遥控器下方的向下剪头按钮代表控制医疗康复机器人下方的电动推杆的收缩,当电动推杆下降到最低位置后,再按向下剪头按钮,医疗康复机器人将不再有任何反应;遥控器下方的向上剪头按钮代表控制医疗康复机器人下方的电动推杆的伸出,当电动推杆上升到最高位置后,再按向上剪头按钮,医疗康复机器人将不再有任何反应;遥控器左上方左边的向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人背部伺服电机逆时针旋转,即越来越使患者趋于平躺状态;遥控器左上方右边的向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人背部伺服电机顺时针旋转,即越来越使患者趋于坐姿状态;遥控器右上方右边的向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机逆时针旋转,即越来越使患者的腿部趋于抬起状态;遥控器右上方右边的向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机顺时针旋转,即越来越使患者的腿部趋于伸直状态;遥控器右侧最上方向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机上方的伺服电机逆时针旋转,此按钮是在医疗康复机器人由使用状态向折叠状态过度时使用,减小机器人占用的空间;遥控器右侧最上方向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机上方的伺服电机顺时针旋转,此按钮是在医疗康复机器人由折叠状态向使用状态过度时使用。
康复机器人 毕业设计
康复机器人毕业设计康复机器人是一种专门设计用于康复训练和康复治疗的机器人。
它可以在康复医院、康复中心或家庭环境中配合医生或治疗师进行康复训练,帮助康复患者进行功能恢复和身体锻炼。
康复机器人的毕业设计可以包括以下内容:1. 机器人的设计与搭建:设计一个康复机器人的机械结构,包括关节和运动部件的设计,以实现多种康复运动。
机器人的搭建需要考虑材料的选择、传感器的安装等。
2. 运动控制系统:设计一个运动控制系统,以控制机器人的运动。
可以使用传感器来监测患者的运动状态,并根据需要调整机器人的运动。
控制系统可以使用嵌入式开发板或其他控制器来实现。
3. 智能交互系统:设计一个智能交互系统,使机器人能够理解患者的指令并进行相应的动作。
可以使用语音识别技术、图像识别技术等实现智能交互。
4. 运动模式设计:设计不同的康复运动模式,根据患者的康复需求和医生的建议提供个性化的康复训练方案。
运动模式可以包括关节活动范围的恢复、肌肉力量的增强等。
5. 康复训练监测与评估:设计一个监测与评估系统,用于监测患者康复训练的效果。
可以使用传感器来监测患者的运动状态和肌肉力量等指标,并根据评估结果调整康复训练方案。
6. 安全保护设计:考虑患者的安全,设计安全保护装置,避免机器人的运动对患者造成伤害。
可以设置传感器来检测机器人与患者之间的距离,并根据距离调整机器人的运动。
7. 数据分析与可视化:设计一个数据分析与可视化系统,用于对康复训练数据进行分析和可视化展示。
可以使用数据分析算法来分析患者的康复进度和效果,并通过可视化图表展示给医生和患者。
8. 实验验证与评估:设计实验验证机器人的康复效果和运动控制性能,并进行评估。
可以招募志愿者患者进行实验,并通过实验结果来评估机器人的康复效果和使用体验。
以上是康复机器人毕业设计的一些主要内容,具体设计还需要根据实际情况和个人兴趣进行具体确定。
康复工程计划书
康复工程计划书1. 背景介绍在现代社会中,由于工作压力、生活压力以及各种疾病的影响,人们的身心健康面临着很大的威胁。
康复工程是为了回应这一社会需求而提出的一种解决方案。
康复工程旨在通过各种康复措施和项目,帮助个体恢复和改善身体功能、促进心理健康,并提高生活质量。
2. 目标和目的2.1 目标本康复工程的目标是提供综合性康复服务,帮助个体恢复和改善身体功能、促进心理健康,并提高生活质量。
2.2 目的•提供针对不同群体的康复项目,满足不同群体的康复需求。
•建立完善的康复设施和服务体系,提供安全、高效的康复服务。
•为个体提供全方位的康复指导和支持,帮助其积极参与康复过程。
•促进康复科研和技术创新,提升康复工程的专业水平。
3. 实施计划3.1 康复项目的制定和实施•通过对相关数据和研究成果的分析,制定针对不同群体的康复项目。
•针对不同群体的康复项目包括但不限于:运动康复、物理康复、职业康复和心理康复等。
•康复项目的实施过程中,需配备专业的康复人员,并保持与相关医疗机构的紧密合作。
3.2 建立康复设施和服务体系•建立现代化的康复设施,包括康复中心、康复医院等。
•配备先进的康复设备和器材,以提供高质量的康复服务。
•培训康复人员,提高其专业水平和服务质量。
•设立康复热线和网络平台,提供康复咨询和服务。
3.3 提供全方位的康复指导和支持•设立康复指导中心,为个体提供康复指导和支持。
•通过康复培训和康复教育活动,提高个体对康复的认识和参与度。
•建立康复社区,提供个体之间的交流和支持。
3.4 促进康复科研和技术创新•加强康复科研机构的建设,提升康复科研的水平和影响力。
•鼓励康复技术的创新和应用,推动康复工程的发展和进步。
4. 预期效果4.1 提高康复服务的质量和效果通过康复项目的实施和康复设施的建立,提供更加全面和高效的康复服务,提高个体的康复效果和生活质量。
4.2 提升康复工程的社会价值和影响力通过建立康复设施和康复服务体系,提供全方位的康复指导和支持,促进康复科研和技术创新,提升康复工程的社会价值和影响力。
智能康复工程中心建设方案
智能康复工程中心建设方案一、前言随着社会的发展和人口老龄化问题的日益突出,康复工作已经成为社会关注的焦点之一。
在康复工作中,智能化技术的应用已经成为一种新的发展趋势。
为了更好地满足社会需求,提高康复服务的质量和效率,建设一个智能化的康复工程中心已成为当务之急。
二、中心概况智能康复工程中心计划建设在市区内,占地面积约10000平方米。
中心拟设置康复治疗、康复管理、康复科研和康复咨询四大功能部门,以及设备齐全的医疗康复中心。
中心将引进国内外先进的智能康复设备和技术,提高康复服务的水平和质量。
三、功能规划1. 康复治疗部门康复治疗部门将设置多个康复治疗室,配备各类先进康复设备,从物理治疗、康复训练到职业康复等多个方面提供个性化的康复治疗服务。
同时,设置健身房、理疗房等设施,提供全面的康复治疗服务。
2. 康复管理部门康复管理部门将设置康复评估室和康复管理室,为康复患者提供全方位的个性化服务。
利用智能化技术,对每位患者进行全面评估,并制定个性化的康复方案。
同时,还将为康复患者提供康复咨询和康复指导等服务。
3. 康复科研部门康复科研部门将设置康复科研实验室,引进国内外先进的康复科研设备和技术,开展基础康复科研和临床应用研究,为康复治疗的发展提供理论和实践支持。
4. 康复咨询部门康复咨询部门将设置康复咨询室和康复咨询台,为患者和家属提供康复咨询和康复指导等服务。
利用智能化技术,为患者和家属提供全面的康复信息和服务。
四、设备配备中心将引进国内外先进的智能康复设备和技术,包括智能康复机器人、智能假肢、智能助行器、智能设施等,提高康复治疗的效果和质量。
同时,还将引进智能化的管理系统和信息系统,提高康复管理的效率和质量。
五、人员配备中心将配备一支专业的医护团队,包括康复医生、康复治疗师、康复管理师、康复科研人员和康复咨询师等,为康复患者提供全方位的康复服务。
同时,还将引进国内外专家和学者,为康复工作提供理论和实践支持。
康复机器人项目计划书
康复机器人项目计划书目录前言 (4)一、法人治理架构 (4)(一)、股东权益与义务 (4)(二)、公司董事会 (5)(三)、高级管理层 (7)(四)、监督管理层 (8)二、技术方案与建筑物规划 (9)(一)、设计原则与康复机器人项目工程概述 (9)(二)、建设选项 (10)(三)、建筑物规划与设备标准 (12)三、组织架构与人力资源配置 (13)(一)、人员资源需求 (13)(二)、员工培训与发展 (15)四、康复机器人项目投资主体概况 (17)(一)、公司概要 (17)(二)、公司简介 (18)(三)、财务概况 (18)(四)、核心管理层介绍 (19)五、市场调研与竞争分析 (20)(一)、市场状况概览 (20)(二)、市场细分与目标市场 (21)(三)、竞争对手分析 (22)(四)、市场机会与挑战 (24)(五)、市场战略 (25)六、投资方案 (27)(一)、康复机器人项目总投资构成分析 (27)(二)、建设投资构成 (28)(三)、资金筹措方式 (29)(四)、投资分析 (30)(五)、资金使用计划 (31)(六)、康复机器人项目融资方案 (32)(七)、盈利模式和财务预测 (34)七、战略合作与合作伙伴关系 (35)(一)、合作战略与目标 (35)(二)、合作伙伴选择与评估 (36)(三)、合同与协议管理 (37)(四)、风险管理与纠纷解决 (38)八、劳动安全生产分析 (38)(一)、安全法规与依据 (38)(二)、安全措施与效果预估 (39)九、风险评估与应对策略 (42)(一)、康复机器人项目风险分析 (42)(二)、风险管理与应对方法 (43)十、市场与供应链管理 (45)(一)、供应链策略 (45)(二)、供应商关系管理 (46)(三)、存货与库存管理 (46)(四)、客户关系管理 (46)(五)、物流与分销策略 (46)十一、社会责任与可持续发展 (47)(一)、社会责任策略 (47)(二)、可持续发展计划 (47)(三)、社会参与与贡献 (48)十二、未来展望与增长策略 (48)(一)、未来市场趋势分析 (48)(二)、增长机会与战略 (49)(三)、扩展计划与新市场进入 (49)前言本报告是关于康复机器人项目运营管理的评价分析,通过对康复机器人项目的关键指标和运营流程进行细致分析,旨在发现问题和优化运营效率。
康复工程职业生涯规划书
作者:XXX 20XX-XX-XX
目录
CONTENTS
• 引言 • 康复工程行业概述 • 康复工程职业发展路径 • 康复工程技能与知识储备 • 康复工程实践经验积累 • 康复工程职业生涯规划实施与评估 • 结语
01
引言
背景介绍
康复工程是一个涵盖多个领域的综合性学科,包括康复医学、生物医学工程、机械工程、材料科学等。随着人 口老龄化、慢性病增加以及医疗技术的不断发展,康复工程在医疗健康领域中的作用越来越重要。
在当前社会背景下,康复工程行业正面临着诸多挑战和机遇,因此,制定一份全面的职业生涯规划书对于有志 于从事康复工程领域的人员来说是至关重要的。
目的与意义
目的
本规划书旨在为康复工程领域的从业人员提供一个全面的职业发展指导,帮助其了解行业发展趋势、明确自身 定位、制定职业发展目标以及实现个人价值的路径。
02
康复工程行业概述
行业现状与发展趋势
行业现状
康复工程是一个快速发展的行业 ,目前市场需求持续增长,主要 涉及医疗康复、老年康复、工伤 康复、军事康复等领域。
发展趋势
康复工程行业将迎来更多的发展 机遇,随着技术的不断进步和应 用领域的不断拓展,康复工程将 有更多的创新和突破。
康复工程的应用领域
实施步骤与时间安排
1 确定职业目标
$item1_c根据个人兴趣、能力和市场需求,明确长期和 短期的职业目标。
2 制定实施计划
$item1_c根据个人兴趣、能力和市场需求,明确长期和 短期的职业目标。
3 实施计划并采取行动
$item1_c根据个人兴趣、能力和市场需求,明确长期和 短期的职业目标。
4 定期评估与调整
康复工程技术职业生涯规划书范文(精选8篇)
康复工程技术职业生涯规划书康复工程技术职业生涯规划书范文(精选8篇)时间就如同白驹过隙般的流逝,你有为自己做过职业规划吗?该为自己做一个职业规划了。
那么如何做出一份高质量的职业规划呢?下面是小编整理的康复工程技术职业生涯规划书范文(精选8篇),欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
康复工程技术职业生涯规划书范文(精选8篇)1一、前言在人才竞争的时代职业生涯规划开始在人争夺战中的另一利器对各家医院而言如何体现医院“以人为本”的人才理念关注员工的人才理念关注员工的持续成长职业生涯规划的手段;而每个人医护工作者而言职业生命有限的不的规划势必会生命和的浪费我试着为拟定一份职业生涯规划将的未来好好的设计一下才有动力。
二、自我评价我当代本科护理学生家里最大的希望有用之才平时喜欢外出散步、聊天还有上网喜欢看小说、散文爱看杂志类的书籍平时与人友好相处基础亲人、朋友、教师关爱做事、投入但毅力、恒心不爱运动有时学习“三天打渔两天晒网”有时多愁善感成大器的气质和个性三、内外环境分析当今社会医院以科技为先导、以人才为基础、以疗效为、以服务求生存医院聚集一批精萃的医学人才医院中有护理组织发展战略、护理人力资源需求、组织护理队伍的群体结构、组织护理人员的升迁政策等等四、未来人生职业规划与行动计划所学专业在未来应该会向护理事业发展这本人特对未来十年作规划如下:1、20xx—20xx年学业有成期:校园环境及条件优势学好专业知识培养学习、工作、生活能力个人综合素质并就业(规划见后)2、20xx—20xx年熟悉期:3年左右的的尝试努力找到合适自身发展的工作环境、岗位主要内容:(1)学历、知识结构:提升自身学历层次专业技能熟练英语四、六级考好(2)个人发展、人际关系:在期间主要职业生涯的基础工作(3)生活习惯、兴趣爱好:交际的环境下尽量有规律的个人习惯并参加健身运动3、20xx—20xx年在的工作岗位上五、评估计划固然好但更的在于其实践并任何只说不头来都会一场空然而现实未知多变的定出的计划随时都遭遇问题要求有清醒的头脑。
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设计题目:基于索驱动的康复训练仿人机械臂
1 项目的背景和意义
近年来,由于各种原因导致肢体残障的人士越来越多。
目前造成残障的主要原因有三。
其一,由于灾害事故造成肢体残障。
由中国康复研究中心完成的北京市脊髓损伤流行病学调查结果显示,我国每年有近十万新增肢体残疾病人,我国残疾人口总数为8296 万,占总人口的 6.34%,涉及 2.6 亿家庭人口。
其二,由于人口老龄化导致瘫痪。
据第六次人口普查报告可知,截止2010 年我国60 岁以上的老年人已超过 1.78 亿,占总人口的13.26%,比第五次人口普查上升 2.93 个百分点;65 岁以上的老年人达到 1.19 亿,占总人口的8.87%,比第五次人口普查上升1.91 个百分点。
有关部门预计,从2011年到2015 年,全国60 岁以上老年人将由1.78 亿增加到2.21 亿,平均每年增加老年人860 万;老年人口比重将由13.3%增加到16%,平均每年递增0.54 个百分点,到2030 年全国老年人口规模将会翻一番。
并且我国老年人中,长期卧床、生活不能自理的约有2700 万人,半身不遂的约有70 万人,82 万老年性痴呆病人中约有24万人长期卧床。
其三,由于中风、脊髓损伤等疾病引起的肢体残障。
中风的世界平均发病率为200/10万,且根据世界卫生组织统计,中国的中风发病率排名世界第一;对于脊髓损伤,国外报道其年发病率为每百万人口15~40例,我国上海市1991年统计的脊髓损伤发生率为34.3人/百万人,北京市2002年脊髓损伤发病率为60人/百万人。
由于以上三点的形势比较严峻,导致残障人士越来越多。
而残障人士由于生活不能自理,不仅给其自身造成了痛苦,而且对于其家庭和社会而言都带来了极大的负担,因此,残障人士的康复治疗越来越受社会关注。
早期的康复治疗方式主要是通过理疗师一对一指导进行指导,不仅需要大量的康复治疗中心和理疗师,需要很高的成本,同时由于康复治疗中心离患者有一段距离,而这些残障人士一般又难以独立出行,如此会给患者及其家属造成很大的不便。
因此,早期康复治疗的发展一直受到了很大的限制。
而随着机器人的发展和康复机器人这一理念的提出,这一限制得到的缓解。
由于康复机器人体积小,不需要单独的理疗师辅助治疗,可以方便患者自主在家庭使用,可以降低治疗的费用并且相对方便。
这在缓解残障人士给社会带来的压力方面和缓解残障人士的痛苦方面,有着重大的意义。
2 国内外研究发展现状
2.1 康复机器人发展现状
康复机器人涉及机械、电子、控制、生物、传感等多个方面,起步于20世纪80年代,美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位。
1990 年以前全球的56 个研究中心分布在5 个工业区内:北美、英联邦、加拿大、欧洲大陆和斯堪的纳维亚半岛及日本。
1990年以后康复机器人的研究进入到全面发展时期。
目前康复机器人的研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面。
国内康复机器人由于存在技术含量低、产学研脱节、机械加工水平低等原因,使得目前国内的康复机器人主要还处于研究阶段。
虽然在“十二五”
中,国家对康复机器人的发展提出了重视,但目前国内康复机器人的发展水平还是比较低的,与国外的看富机器人水平相差较大。
2.2 上肢康复机器人发展现状
上肢康复机器人最早的是1993年美国的Lum P.S等人研制的hand-object-hand system,可以训练患者双手加持物体的动作。
到目前为止,由于机器人技术、控制技术、计算机技术、传感技术、生物仿生技术、人工智能技和机械制造技术的发展,康复机器人也已经有了长足的进步。
美国麻省理工学院(MIT)的Hogan 提出的2-DOF(自由度)臂平面康复机器人系统MIT-MANUS,具有一定的重力补偿作用。
后来又提出了2-DOF 腕关节康复机器人,与臂MIT-MANUS 结合形成了完整的系统,可以实现4-DOF 的康复运动,并已经开始应用于临床治疗。
瑞士苏黎世大学于2005年提出过一款6-DOF的半外骨骼机器人ARMin,可以实现肩关节的空间运动康复训练和肘关节的屈伸运动康复训练。
英国Leeds 大学的Raymond Holt 等人研制了一款名为iPAM的双臂机器人,可以实现双臂个三个关节、6-DOF 的运动,实现康复训练。
美国华盛顿大学研制的CADEN-7 机器人是一款7-DOF的外骨骼式机器人,可以辅助患肢的肩、肘、腕进行多关节的复合运动,完成康复治疗。
在上肢康复机器人方面,我国也做出了一些成果。
清华大学在国家“863”
计划支持下,从2000 年起开展了机器人辅助神经康复的研究,研制了一种上肢康复设备UECM,采用二连杆机构模拟人体上肢,其中机器人大臂、小臂分别由两台伺服电机驱动,可以在平面内进行两个自由度的康复训练。
哈尔滨工业大学设计的一种外骨骼式上肢康复机器人系统可以实现肩部屈/伸、旋内/外,肘屈/伸,腕关节屈/伸及外展/内收5-DOF运动。
广州一康医疗设备实业有限公司2010 年生产了一种无驱动的患者主动训练型上肢康复机械系统,可以实现肩、肘、腕组合的6-DOF运动,实现康复训练。
3 现有技术和产品存在的问题分析
目前的上肢康复机器人均是采用刚性连杆等机构来实现传动,在进行多自由度控制时机构非常复杂,导致机械结构质量很大。
同时,在使用连杆对整个上肢进行驱动时,由于连杆的多级传动会造成较大的能量损耗,因此需要采取在各关节直接安装电机驱动,这样会导致上肢上机械结构的质量进一步增大。
在这种情况下,如果不采取额外支撑而由患者自身承担机械结构的负载,则会对患者造成压迫,造成不适甚至是损伤;如果采用额外支撑将负载引到地面,那么整个康复机器人将会变得笨重,使得患者在进行康复训练时只能固定在一个位置,带来不便。
同时,由于刚性连杆机构的质量较大,转动惯量较大,使得康复机器人只能在很小的运动速度下才能保证足够的稳定性,因此极大的限制了康复训练时的移动速度。
此外,刚性的连杆机构在对于不同体型患者的调节、适应能力上存在不足,一般不能很好的贴合患者的肢体,给患者的带来不适的同时还可能造成康复训练的错误动作,严重的甚至有可能产生畸形。
4 设计规划
4.1 设计目标
为了改善目前刚性的上肢康复机器人所存在的问题,现提出一种柔性的驱动、传动结构——索驱动的康复训练仿人机械臂。
相对于刚性驱动、传动方式而言,索驱动机械臂的结构得到了极大的简化。
索驱动机械臂由电机、绳索和每节肢体上一个的节环组成,由于节环相对较小,而绳索的质量又可以忽略,极大的简化了康复机器人的结构。
为了使索驱动仿人机械臂能够正常的工作,设计时应当满足一定的要求。
(1)有合理的自由度数。
仿人机械臂的设计应当以人体上肢各关节的运动为参照,依据患者的损伤部位和程度对各个关节分配相应的自由度,驱动肌肉损伤而不能自主移动的方向,实现康复治疗。
(2)有合理的预紧力。
由于绳索只能提供拉力,因此在使用索驱动时应当给予绳索一定的预紧力使索驱动的节环能够快速准确的反应和移动。
同时预紧力不能过大,否则会造成绳索疲劳寿命减少甚至绳索拉断,还有可能给患者带来不适。
(3)有尽量大的转动范围。
由于索驱动各节环之间由绳索连接,二者之间的安装位置比较灵活,能够满足大部分患者的体型要求,但为了保证索驱动仿人机械臂能够满足患者的关节转动要求,应当进行合理的设计,使各关节的转动范围尽量大。
(4)要避免绳索缠绕。
节环之间仅由绳索连接和驱动,没有刚性的定位,因此应当合理的分布绳索,并且找准合适的安装位置,避免因绳索的缠绕而导致机构不能工作。
4.2 技术路线
(1)索驱动仿人机械臂绳索数量的选择
由于每条绳索自身需要一定的预紧力,在机械臂运动时,需要对每条绳索都进行驱动。
因此在设计索驱动机械臂时,如果绳索的数量过多,会导致动力学分析与计算和对绳索的控制变得复杂,会增加绳索缠绕情况发生的可能,还会导致制造成本的增加;如果绳索过少,即使可以满足自由度的要求,但由于绳索只能提供拉力,所以每根绳索带动手臂转动的范围是有限的,绳索过少会使得机械臂的运动范围达不到要求;同时即使在范围内也会由于角度不合适而导致绳索拉力过大,致使驱动力不足而不能正常工作或者绳索强度不足而断裂。
因此,在设计索驱动仿人机械臂时,必须依据相应的动力学分析选取合适的绳索数。
(2)索驱动仿人机械臂节点位置的布置
如下图所示,由于绳索传递的力一直是沿着绳索方向,在驱动手臂绕关节转动时,仅垂直手臂方向为有效力,可以产生拉动手臂绕关节的转动,而沿手臂方向的分力则是无效的,甚至是有害的,因为沿手臂方向的分离不仅会使绳索受力增大导致绳索疲劳寿命减少,还会对手臂造成压迫给患者造成不适。
因此,选择合适的节点,可以增大手臂在运动过程中绳索与手臂之间的夹角,进而增大有效分力并减小无效分力。
5 初步进度表。