基于外骨骼的可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人作為康復(fù)工程的產(chǎn)物，能夠通過機(jī)器引導(dǎo)肢體做各種指定的重復(fù)性康復(fù)訓(xùn)練，輔助患肢恢復(fù)其運(yùn)動機(jī)能，近年來其得到了迅速發(fā)展。但現(xiàn)有研究的重點(diǎn)多集中于腿部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對腰部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究相對較少。本文針對現(xiàn)有康復(fù)機(jī)器人腰部機(jī)構(gòu)存在的結(jié)構(gòu)簡單，不能模擬人體腰部運(yùn)動的不足，以人機(jī)工程學(xué)為基礎(chǔ)，對下肢康復(fù)機(jī)器人的腰部機(jī)構(gòu)和腿部機(jī)構(gòu)作一體化設(shè)計(jì)，滿足下肢癱瘓患者康復(fù)訓(xùn)練完整性和舒適性的要求。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于人體解剖學(xué)研究人

2、體下肢骨骼及其骨連結(jié)的特點(diǎn)，確定了下肢康復(fù)機(jī)器人腰部機(jī)構(gòu)和腿部機(jī)構(gòu)各關(guān)節(jié)處的自由度分配，并對人體下肢正常步態(tài)進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì)分析，得出了人體下肢正常步行時(shí)腰部的運(yùn)動曲線方程和腿部各關(guān)節(jié)的運(yùn)動曲線，為下肢康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論分析的基礎(chǔ)。⑵針對下肢癱瘓患者不同康復(fù)階段訓(xùn)練內(nèi)容和要求不同的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，根據(jù)不同康復(fù)階段患者不同程度的訓(xùn)練要求，建立了下肢康復(fù)機(jī)器人的單自由度、組合動作和步行3種康復(fù)訓(xùn)練模式，將下肢康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)訓(xùn)練功能滲

3、透到整個(gè)康復(fù)治療過程中。⑶在建立的下肢康復(fù)機(jī)器人3種康復(fù)訓(xùn)練模式基礎(chǔ)上，提出了下肢康復(fù)機(jī)器人的腰部機(jī)構(gòu)和腿部機(jī)構(gòu)作擬人化一體化設(shè)計(jì)方案，由腰部機(jī)構(gòu)和腿部機(jī)構(gòu)兩部分組成，具有一定的通用性，可以適用不同人群。根據(jù)設(shè)計(jì)的下肢康復(fù)機(jī)器人的方案，確定下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料為2A12硬鋁合金，采用伺服電機(jī)驅(qū)動方式，選擇24V鋰離子電源和光學(xué)式增量型旋轉(zhuǎn)編碼器、限位開關(guān)及拉線編碼器等傳感器。⑷建立了腰部機(jī)構(gòu)和腿部機(jī)構(gòu)運(yùn)動模型，應(yīng)用ADAMS軟件建