基于人類工效學(xué)的下肢助行外骨骼的設(shè)計.pdf

1、我國老年人的人數(shù)越來越多，關(guān)于老年人的問題引起了越來越多人的重視，幫助老年人和殘疾人行走以及協(xié)助矯正步態(tài)異常的人群矯正步態(tài)是本文設(shè)計下肢助行外骨骼的主要目的。由于下肢助行外骨骼直接作用于穿戴者的下肢，所以他的舒適性和安全性的設(shè)計合理與否直接影響到下肢助行外骨骼的成敗。人類工效學(xué)是一門研究人類和所處環(huán)境之間的關(guān)系的學(xué)科，人類工效學(xué)工作者就是利用原理、方法和數(shù)據(jù)來設(shè)計使得“人類感覺舒適、幸?！焙汀跋到y(tǒng)完成所有任務(wù)”兩者之間達(dá)到最優(yōu)化關(guān)系，所

2、以本文將人類工效學(xué)的相關(guān)知識，融入下肢助行外骨骼的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計中。本文的主要工作有以下幾點：
　　研究國人的體形尺寸和下肢運動范圍，物理人機(jī)交互的相關(guān)知識以及膝關(guān)節(jié)運動的簡化模型，為下肢助行外骨骼的體型匹配設(shè)計和綁縛設(shè)計以及安全性設(shè)計供理論基礎(chǔ)，并且為下肢助行外骨骼的膝關(guān)節(jié)運動匹配提供支持。
　　下肢助行外骨骼的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包含體形匹配設(shè)計，人機(jī)交互設(shè)計和安全性設(shè)計。體型匹配設(shè)計要求下肢助行外骨骼能夠根據(jù)穿戴者的體型尺寸進(jìn)

3、行調(diào)節(jié)；物理人機(jī)交互主要是指綁縛設(shè)計，包含綁縛位置和綁縛材料的選擇；安全性設(shè)計包括代表下肢助行外骨骼本身安全的機(jī)械限位設(shè)計，幫助穿戴者支撐以達(dá)到平衡的拐杖設(shè)計和協(xié)助行走訓(xùn)練的訓(xùn)練支架設(shè)計。
　　多軸假肢膝關(guān)節(jié)可以用來解決下肢助行外骨骼的膝關(guān)節(jié)與人體下肢膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)錯位問題，但是它沒有考慮到使用者的個體差異，為了彌補(bǔ)這一缺點本文通過實驗的方式獲得不同個體的下肢運動數(shù)據(jù)，根據(jù)單側(cè)算法計算個體的膝關(guān)節(jié)瞬心曲線，從而為可調(diào)仿生膝關(guān)節(jié)的設(shè)計