柔索牽引下肢康復(fù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及訓(xùn)練模式研究.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人為提高運(yùn)動(dòng)性功能障礙患者的生活質(zhì)量做出了很大的貢獻(xiàn)。下肢康復(fù)機(jī)器人通過模擬正常人的行走位姿，使下肢患有運(yùn)動(dòng)障礙患者獲得了很好的康復(fù)效果。患有運(yùn)動(dòng)性功能障礙疾病患者肌肉和關(guān)節(jié)的損傷部位各有不同，而目前市場上下肢康復(fù)機(jī)器人的構(gòu)型多以剛性存在，訓(xùn)練功能多以步態(tài)為主，對(duì)患有股內(nèi)側(cè)和臀部深層肌群損傷患者的治療效果并不明顯，因此，研究下肢康復(fù)機(jī)器人的構(gòu)型及其關(guān)鍵技術(shù)具有重要意義。
　　本課題是在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：剛?cè)峄炻?lián)機(jī)器人構(gòu)

2、型及其訓(xùn)練模式(51405095)；哈爾濱市科技創(chuàng)新人才專項(xiàng)資金：剛?cè)峄炻?lián)下肢康復(fù)機(jī)器人構(gòu)型研究(2014RFQXJ037)資助下進(jìn)行的。主要研究內(nèi)容如下：
　　分析了人步態(tài)運(yùn)動(dòng)不同階段時(shí)，下肢肌肉骨骼杠桿模型的功能及肌肉力相互關(guān)系。利用D-H法建立了人體下肢正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了內(nèi)收外展運(yùn)動(dòng)中下肢的運(yùn)動(dòng)軌跡。進(jìn)而提出了2R3T內(nèi)收外展剛?cè)峄炻?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型，依此分析了機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)的功能和可控工作空間?？紤]到機(jī)器人的牽引柔索連接患

3、者，可能造成踝關(guān)節(jié)的損傷，在此，專門設(shè)計(jì)了一種捆綁裝置，由柔索對(duì)其進(jìn)行牽引。
　　通過對(duì)內(nèi)收外展訓(xùn)練中患者下肢末端與機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡分析，完成了機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)和機(jī)器人剛性支鏈的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。在此基礎(chǔ)上結(jié)合柔索運(yùn)動(dòng)的求解法則，得出了機(jī)器人的柔索長度、速度以及加速度的變化規(guī)律。在考慮下肢與綁縛裝置自重的情況下，建立了機(jī)器人靜力學(xué)平衡方程，對(duì)各柔索的受力情況進(jìn)行了分析。
　　利用LIFEMOD軟件對(duì)患有運(yùn)動(dòng)性功能障礙