1. 研究目的与意义（文献综述）

研究目的与意义

随着社会经济的发展，人民生活水平的不断提高，国内的人口老龄化问题也日益严重。据有关统计显示，国内年龄在60岁及以上的人口已达2.12亿。而伴随着人数的增加，他们的健康问题也受到了极大的关注。老年人经常面临着如脑中风、残疾等疾病，这些疾病会导致人体的肢体功能丧失甚至瘫痪。

面对这些健康问题，康复训练是当前的一种有效的恢复方法。当前的康复方法通常都是依靠治疗医师经验，通过人工或简易的医疗设备来进行肢体的康复。这种方法需要极多的康复医疗师且康复效率低，花费的人力物力成本较高。因此，需要一种新的技术来替代传统的方法。而康复机器人可以替代医疗师，为患者提供可重复性高、位置精确可控以及能记录重要状态信息等科学训练方式。因此，康复机器人已逐渐成为代替传统理疗师帮助患者进行康复训练的重要工具。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容

本设计将在研究康复机器人交互机制和力触觉传感传输技术的基础上，设计出一套基于力触觉的康复机器人交互接口系统，基本内容如下：

1.利用力触觉传感传输技术以及RoboRIO进行信号的采集与传输；

2.利用LabVIEW建立人机交互界面，显示信号的分析结果；

3.利用控制方法实现人对机器人的控制，完成康复机器人交互接口系统的设计。

技术方案及实施措施

人机接口原理结构框图如下：

1.信号的采集与传输

RoboRIO是一种便携式可重配置的设备，适用于控制、机器人、机电一体化、测控等领域的设计。RoboRIO可接收来自传感器和电路的信号，可通过编程控制连接各种传感器及外围设备。通过使用力传感器、位移传感器、角度传感器等采集患者对机器人的交互力，压力以及位移等运动物理量，对这些信号进行放大滤波等处理之后通过RoboRIO传输到上位机中。

2.人机交互界面

学习虚拟仪器LabVIEW平台，利用LabVIEW的图形化编程功能构建出人机交互界面，主要包括数据显示模块与系统控制模块。数据显示模块用于显示已处理的康复机器人运动过程中力与运动物理量等数据，模块中主要以波形的形式以及具体数值的形式显示在人机交互界面中；系统控制模块用于控制机器人的运动，模块中主要有开始，停止，安全停止以及前后左右等控制按钮。

3.康复机器人运动的控制

从上位机的人机交互界面中规划好机器人的运动轨迹，然后发出控制信号，对信号进行处理，结合制算法计算出目标位移与目标速度等，然后将这些信号发送给RoboRIO控制器，最后通过电机来控制康复机器人的运动，从而完成患者对康复机器人的控制。

3. 研究计划与安排

（1）1－4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，撰写开题报告。

（2）5－6周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境,完成开题。

（3）6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 胡进, 侯增广, 陈翼雄, 张峰, 王卫群. 下肢康复机器人及其交互控制方法[j]. 自动化学报, 2014, 40(11): 2377#8722;2390.

2. 侯增广, 赵新刚, 程龙, 王启宁, 王卫群. 康复机器人与智能辅助系统的研究进展[j]. 自动化学报, 2016, 42(12):1765-1779.

3. 曹福成，邢笑雪，李元春，赵希禄.下肢康复机器人轨迹自适应滑模阻抗控制[j].吉林大学学报，2016,46(5):1602-1608 .

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