基于五桿機(jī)構(gòu)的下肢康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、中國(guó)社會(huì)科學(xué)院發(fā)布的《中國(guó)老齡事業(yè)發(fā)展報(bào)告(2013)》指出,中國(guó)將迎來第一個(gè)老年人口增長(zhǎng)高峰,截止2013年老年人口數(shù)量已突破2億大關(guān),中國(guó)將進(jìn)入老齡化社會(huì)、未富先老的階段。如何讓老年人有個(gè)幸福的晚年,得到了社會(huì)各界人士廣泛的關(guān)注,政府也出臺(tái)了一系列的措施來保證老年人的生活質(zhì)量。
　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全世界死于腦中風(fēng)的人數(shù)每年約有460萬,腦中風(fēng)已經(jīng)成為近年來的老年人三大死因之一?！澳X中風(fēng)”引起的老年患者肢體運(yùn)動(dòng)障礙嚴(yán)重削弱了老年人

2、的生活自理能力和生活的信心,如何解決這個(gè)問題成為保障老年人有個(gè)幸福晚年的基礎(chǔ)。臨床醫(yī)學(xué)證明對(duì)中風(fēng)患者進(jìn)行即時(shí)的、積極的干預(yù)治療,是恢復(fù)腦中風(fēng)患者對(duì)生活的自理能力和自信的關(guān)鍵。
　　通過對(duì)人體下肢的生理結(jié)構(gòu)的分析、人體下肢運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的分析和運(yùn)動(dòng)特性的掌握,得出其下肢運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)角度和運(yùn)動(dòng)速度的規(guī)律,從而為下肢康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
　　首先用解析法對(duì)五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,推導(dǎo)了其正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析式,找出了影響其運(yùn)動(dòng)軌

3、跡的參數(shù)。結(jié)合臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)理論對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人的要求,提出了一種基于五桿機(jī)構(gòu)的下肢康復(fù)機(jī)器人的方案。通過建立運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行仿真,結(jié)果表明通過調(diào)整該機(jī)構(gòu)兩曲柄的相位差或機(jī)架的傾角來能實(shí)現(xiàn)輸出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的變化,從而達(dá)到調(diào)整髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍或最大值的目的,證明了此款下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人可以滿足不同康復(fù)階段的患者的使用需求。
　　本文通過對(duì)基于對(duì)稱五連桿機(jī)構(gòu)的下肢康復(fù)機(jī)器人的訓(xùn)練模式的分析,它具有工作狀態(tài)可調(diào)節(jié),訓(xùn)練模式多樣的特點(diǎn),既