可實(shí)現(xiàn)近似正常步態(tài)的下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、本文針對(duì)患有下肢運(yùn)動(dòng)障礙人數(shù)日益增多，下肢康復(fù)需求越來(lái)越大，且國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)研究尚不成熟這一現(xiàn)狀，在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，以研制出軌跡在一定范圍內(nèi)可調(diào)、成本低、適合家庭使用且能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)和被動(dòng)訓(xùn)練的下肢康復(fù)機(jī)器人為目標(biāo)，開(kāi)展了步態(tài)分析、軌跡規(guī)劃、機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及樣機(jī)試制等方面的研究工作。論文主要內(nèi)容及成果如下：
　　簡(jiǎn)介康復(fù)醫(yī)學(xué)上對(duì)人神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性的研究，正常步行周期和規(guī)律及正常步態(tài)軌跡的獲取。前者為設(shè)計(jì)以及制造下肢康

2、復(fù)機(jī)器人幫助病人恢復(fù)行走能力提供了醫(yī)學(xué)上的理論依據(jù)，證明了下肢康復(fù)在理論上的可行性；而后者通過(guò)對(duì)步態(tài)的研究所揭示的人在正常行走時(shí)腿部和足部動(dòng)作的規(guī)律及數(shù)據(jù)為后續(xù)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了前提條件和支持。
　　研究不同步態(tài)軌跡對(duì)下肢的影響。以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的人體正常步態(tài)軌跡為依據(jù)，設(shè)計(jì)了三種運(yùn)動(dòng)軌跡越來(lái)越趨近于正常步態(tài)的機(jī)構(gòu)，用SolidWorks軟件進(jìn)行三維建模，根據(jù)正常步態(tài)受試者尺寸參數(shù)在LifeMOD軟件中進(jìn)行人體建模，將兩者導(dǎo)入ADAMS軟

3、件中進(jìn)行配合，建立人—機(jī)耦合系統(tǒng)并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得到下肢主要肌肉伸縮量在不同足部軌跡下的數(shù)據(jù)變化，并用MATLAB對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到不同足部軌跡對(duì)下肢影響的規(guī)律。根據(jù)這一規(guī)律及結(jié)構(gòu)方案的合理性，確定樣機(jī)的結(jié)構(gòu)方案。
　　康復(fù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真。運(yùn)用平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的復(fù)數(shù)矢量法對(duì)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連桿上一點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，得到位移、速度和加速度隨時(shí)間的變化，然后對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)和主要零部件的選擇，使用Sol