Simulink在上肢康复训练机器人建模与分析中的应用

"该文档是一篇关于基于Simulink的上肢康复训练人机整体建模与分析的技术论文，由刘亚丽和季林红在清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室智能与生物机械分室撰写。文章探讨了如何利用Simulink建立牵引式上肢康复机器人的整体模型，以更好地理解和优化康复训练过程中的参数设置，为临床康复训练提供科学依据。" 正文: 在康复医学领域，尤其是针对中风瘫痪患者的康复训练，机器人康复训练已成为一种重要的辅助手段。然而，如何根据患者的具体情况调整训练参数，使其更有效地促进康复，是当前研究的关键问题。传统的康复训练模式依赖于康复医师的经验，而在康复机器人应用中，这种方法可能无法满足个性化训练的需求。 该论文中，作者采用Simulink这一强大的系统模拟工具，构建了牵引式上肢康复机器人的整体人机模型。Simulink是MATLAB环境下的一个模块化图形化编程工具，特别适用于动态系统建模，包括物理、生物、经济等多领域的系统分析。 通过Simulink模型，作者能够模拟人体肩关节和肘关节在康复训练中的运动，与实际人体运动进行对比。通过比较仿真结果与实验数据，作者验证了模型的准确性和有效性。这种模型的建立有助于理解康复机器人如何影响患者的关节运动，并为优化训练轨迹和参数提供理论基础。 进一步的研究中，作者基于模型仿真结果，拟合了人机接触端平面画圆半径与人体肩关节、肘关节主动运动自由度之间的线性函数关系。这种线性关系的发现，对于临床实践中康复机器人的训练目标设定具有实际指导意义，使得训练参数的设定更加量化、科学，从而有助于提升康复训练的效果。 该论文通过Simulink的人机整体模型，为牵引式上肢康复机器人的设计和优化提供了理论支持，为康复治疗的个性化和效率提升带来了新的思路。此外，通过模型分析得到的线性函数关系，可以作为制定康复训练计划的参考，帮助康复医师更准确地调整训练参数，以促进患者更快更好地康复。