3.1 机构驱动方案 17

3.2 机构运动方式 18

3.3 机构方案 18

3.4 零部件具体设计 19

3.3.1 上臂 19

3.3.2 下臂 20

3.3.3 拉杆 22

3.3.4 装配图 22

第4章 系统运动仿真及有限元分析 24

4.1 运动仿真 24

4.1.1 机构组装 24

4.1.2 机构设置 25

4.1.3 运动分析 27

4.2 有限元分析 28

4.2.1 创建模型 29

4.2.2 建立分析模型 29

4.2.3 结构分析 34

第五章 系统控制策略与人体的联结 40

5.1基于sEMG信号的上肢康复机器人控制策略 41

5.1.1 上肢康复训练动作目标集设计 42

5.1.2 表面肌电电极的布置与信号采集 42

5.1.3 基于sEMG动作辨识的自主性被动训练方案 43

5.2系统和人体的联结方式 44

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着我国老龄化的加剧，伴随老龄化过程中明显的生理衰退就是四肢的灵活性不断下降，而在老龄人群中有大量有脑血管疾病或神经系统疾病患者，这些患者又大都伴有偏瘫症状，对日常生活产生了种种不利的影响。在生活和生产中，运用最广泛的是我们的手臂，上肢助力机器人用智能机器人原理，帮助人们提高运动和控制的能力。如今，上肢的治疗工作基本需要专业人士手把手的治疗，这种方法费时费力，而也缺少足够的时间，无法每时每刻监控患者的手臂状态。因为在治疗过程中需要有效而且大量的数据，上肢助力治疗的机器人成为了机械设计工作者的构想。上肢助力康复机器人将外骨骼的技术和虚拟数据库巧妙的结合，患者可以通过机器系统的引导训练上肢的控制力。患者的日常训练反馈也会进去数据库进行整理与分析。

1上肢康复机器人

1.2上肢助力系统的国内外发展现状

1.3肘关节

1.3.1上肢外骨骼自由度分析

其中包括：肩部３个自由度（外放／内收、屈／伸、转动）、肘部１个自由度（屈／伸）、腕部２个自由度（屈／伸、转动），如图1.2所示。

上肢自由度

1.3.2肘关节结构

肘关节（elbow joint）由肱骨下端和尺骨、桡骨上端构成，包括三个关节，即肱尺关节、肱桡关节和桡尺近侧关节。可做前屈、后伸运动，也参与前臂的旋前和旋后运动。肘关节在伸直情况下，若受暴力如跌倒时一侧手掌着地，使肱骨下端往前移位、尺骨鹰咀往后移，形成肘关节脱位。如果肘关节伸直，前臂处于后旋位时，臂与前臂并不在一条直线上，前臂的远侧端偏向外侧，二者之间形成一向外开放的钝角，称为提携角。

1.3.3肘关节的运动及参数

肘关节放置于身体两侧时叫做肘关节升直。屈曲角度为0-140°，过伸角度为0-10°。旋前（掌心向下）90°，旋后（掌心向上）90°。运动角速度为40-80°/s，如图1.3所示。