康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿的研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)理論和臨床實(shí)踐證明，除了早期的手術(shù)治療和必要的藥物治療外，科學(xué)正確的康復(fù)訓(xùn)練不僅對(duì)有下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的老年人能夠起到恢復(fù)步行的功能，而且對(duì)于因腦部疾病和意外事故引起的下肢運(yùn)動(dòng)障礙的患者也能起到下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)和提高作用。因此，康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿設(shè)計(jì)的主要目的就是:通過(guò)機(jī)械腿與人的配合，并且借助人體的平衡性、協(xié)調(diào)性以及機(jī)械腿的動(dòng)力性和準(zhǔn)確性，為患者提供安全的步行訓(xùn)練以及輔助其行走。
　　首先，本文通過(guò)對(duì)人體下肢運(yùn)動(dòng)機(jī)理初步研究，提

2、出了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿的設(shè)計(jì)原則，在此原則及人體下肢結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下，對(duì)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括:主要包括:髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和腳部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及自由度的配置。之后，基于三維參數(shù)化軟件Pro/E建立了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿的三維實(shí)體模型。
　　然后，對(duì)旋量理論和Paden-Kahan子問(wèn)題進(jìn)行了一個(gè)闡述，基于旋量理論，推導(dǎo)出機(jī)械腿的正運(yùn)動(dòng)學(xué)指數(shù)積公式，并進(jìn)一步采用Paden-Kahan子問(wèn)題，求解出了機(jī)械腿的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的解，在

3、這基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械腿的雅可比矩陣和動(dòng)力學(xué)進(jìn)了詳細(xì)的分析。另外，根據(jù)機(jī)械腿擬人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)機(jī)械腿進(jìn)行了離線的步態(tài)規(guī)劃，并通過(guò)ZMP判定準(zhǔn)則驗(yàn)證步態(tài)的穩(wěn)定性。
　　最后，利用三維CAD軟件PRO/E建立了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿簡(jiǎn)化的三維模型并將其導(dǎo)入虛擬技術(shù)樣機(jī)仿真軟件ADAMS建立了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械腿簡(jiǎn)化的虛擬樣機(jī)，利用Matlab中的Simulink工具箱建立了機(jī)械腿的控制系統(tǒng)，通過(guò)ADAMS中Controls接口模塊實(shí)現(xiàn)了兩者的聯(lián)合仿真，驗(yàn)證