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摘要
肩关节作为上肢运动的基础，肩关节康复训练范围的大小是决定上肢整体康复效果的重要因素。为帮助上肢残障患者进行康复训练，提出一种具有广义肩关节的康复机器人，该机器人在肩关节具有6个自由度，与人体生理结构上的肩胛带复合结构相协调。针对现有康复机械臂肩关节驱动数量多、工作空间小的问题，提出一种在给定工作空间条件下对机械臂肩关节转动轴线夹角进行优化的方法。利用指数积公式和Paden-Kahan子问题分别求解康复机器人盂肱关节的3个转动副运动学正反解，提出一种角度评价指标对转动轴线夹角进行优化。结合MATLAB软件分析机械臂盂肱关节与人体的干涉情况，给出机器人盂肱关节相对于人体的最优安装位姿。求解整个6自由度肩关节康复机器人的运动学正反解。通过实验验证了优化后的机器人盂肱关节结构比传统正交结构在相同安装空间下可达运动空间更大。研究结果表明：所优化的6自由度肩关节康复机器人结构具有在较小安装空间内实现较大活动范围的特点。
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