摘要：偏瘫病因复杂多样，会导致感知和运动功能障碍，对患者的生活质量产生影响。康复机械臂可以辅助患者做简单的康复训练，改善偏瘫患者的运动能力。目前，市场上的康复机械臂价格昂贵，增加了普通家庭偏瘫患者的负担。

针对上述问题，本文提出一种基于多关节的上肢康复机械臂的设计，该机械臂根据人体三个关节设计了六个自由度，能够实现肩关节屈伸、肩关节旋转、肘关节屈伸、肘关节旋转、腕关节屈伸、腕关节旋转单关节重复运动和多关节复合运动的多种康复训练动作，带动患者患肢进行被动式训练。为使康复患者能够充分得到锻炼，提高康复效果，本文增加了主动式训练，即在原有基础上增加肌电信号控制方式，通过采集人体肌电信号，识别患者动作意图，使机械臂能主动带动人体运动。

通过验证，本文设计的多关节上肢康复机械臂，对患者患肢的牵引，整个机械臂看可以在多个运动平面内运动，可以对患者患肢由单关节重复运动到多关节复合运动，进行大范围、大幅度的复合运动康复训练。而且可以理解患者意图，充分激发患者的神经冲动。本文设计的机械臂价格低，能够满普通家庭患者的需求，具有一定的市场。

关键词：肌电信号 机械臂 康复训练

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1 课题背景及研究意义-1

1.1.1 课题研究背景-1

1.1.2 研究意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 课题研究内容及目标-2

1.3.1 本课题主要研究内容-2

1.3.2 研究目标-2

第2章 康复机械臂设计-2

2.1 康复机械臂的总体结构-3

2.2 机械臂框架-3

2.3 自由度结设计-4

2.4 电机选型-5

2.5 电机驱动设计-6

2.6 控制器设计-6

2.6.1 控制器选型-6

2.6.2 控制器在线调试-7

2.7 控制器控制电机设计-7

2.8 动作组设计-8

2.9 电源设计-9

2.10 本章小结-10

第3章 机械臂康复训练-10

3.1 被动式康复训练控制策略-10

3.2 主动式康复训练控制策略-11

3.3 主动式训练与被动式训练的关系-12

3.4 本章小结-12

第4章 肌电信号-13

4.1 表面肌电信号采集硬件设计-13

4.1.1 前置放大电路-14

4.1.2 滤波与二级放大电路-15

4.1.3 电压抬升电路-16

4.1.4 电源设计-17

4.2 表面肌电信号采集软件设计-17

4.2.1 A/D采样-17

4.2.2 肌电信号显示-18

4.2.3 姿势识别-19

4.3 本章小结-20

第5章 康复机械臂系统上位机设计-21

5.1 上位机整体框架-21

5.2 控制机械臂-21

5.3 本章小结-23

第6章 调试与结果-23

6.1 主动式训练测试-23

6.2 被动式训练测试-24

6.3 本章小结-27

第7章 总结与展望-27

参考文献-29

附录-31

致谢-32