卧式下肢康复机器人的虚拟现实研究

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机器人技术已经发展成为当前国内外研究的重点。康复机器人作为机器人研究领域之一,为人体损伤部位提供辅助锻炼作用。由于虚拟现实有其独特的视觉冲击力,已成为当今流行的前沿技术之一,将虚拟现实应用到机器人控制技术上是现今研究的热点,借助计算机,可将机器人的工作状态直观的显现在患者和研究者面前,这更加便于患者接受治疗以及专家学者的研究,它的不断发展更具有实际意义。本文从卧式下肢康复机器人的机械结构和工作原理着手研究,使用MATLAB/Simulink工具箱对机器人的主运动机构和姿态机构进行SimMechanics运动学分析。通过对当前几种制作虚拟现实模型主要技术比较后,确定了合理的机器人虚拟现实制作方案,以系统训练过程中患者下肢部分和机器人为整体,用Pro/Engineer Wildfire绘制系统工作时的三维模型,经渲染后,运用VRML语言结合vrbuild2工具箱编辑制作完成系统的虚拟现实场景。利用MATLAB虚拟现实工具箱模块接口将虚拟现实模型导入到Simulink工作环境,根据机器人系统的运动姿态给出控制信号,对模型进行虚拟现实仿真。从当前虚拟实验室五种技术的比较中,确定合适于康复机器人的平台方案。以系统的虚拟现实仿真模型为依托,以Matlab Web Server技术为核心编程,运用Dreamweaver MX技术制作输入输出界面,建立系统实验平台,成功实现远程虚拟实验室的访问。
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