穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置設(shè)計(jì).pdf

1、關(guān)節(jié)康復(fù)裝置是將機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種輔助或替代康復(fù)理療師完成關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)器人自動(dòng)化裝置。它利用機(jī)器人速度調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)動(dòng)精度高、可替代人長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)工作等特點(diǎn)，不僅可以幫助患者進(jìn)行準(zhǔn)確、持續(xù)、有效的關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練，而且可以緩解理療師資源緊張和解決人工訓(xùn)練中存在的各種問(wèn)題。
　　本課題的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一款兩自由度穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，實(shí)現(xiàn)輔助或替代理療師對(duì)踝關(guān)節(jié)有病患的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的目的，既要滿足

2、患者穿戴快捷、攜帶方便、關(guān)節(jié)柔順舒適的要求，又要滿足操作簡(jiǎn)單、安全可靠的功能要求。
　　首先，本課題深入研究了國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)所設(shè)計(jì)的踝關(guān)節(jié)康復(fù)系統(tǒng)，了解其原理，剖析其優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)研究人體踝關(guān)節(jié)的生理結(jié)構(gòu)、踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)韌帶損傷機(jī)理及其康復(fù)訓(xùn)練方法，利用雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款適用于踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)韌帶損的、可穿戴行走的兩自由度穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。
　　其次，優(yōu)化設(shè)計(jì)了扭轉(zhuǎn)彈簧用于增加本康復(fù)裝置的關(guān)節(jié)柔順性和抗干擾性，詳細(xì)介紹了扭

3、轉(zhuǎn)彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、材料選擇和ANSYS軟件仿真，并在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行線性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其作為扭矩傳感器的可行性。
　　另外，在雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)的建模分析基礎(chǔ)之上，通過(guò)建立D-H坐標(biāo)系，利用拉格朗日法對(duì)整個(gè)穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置進(jìn)行了整體建模分析，探討了本康復(fù)裝置的動(dòng)力學(xué)特性。
　　最后，搭建了本康復(fù)裝置的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基于踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置樣機(jī)、控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)對(duì)康復(fù)裝置樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別進(jìn)行了軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)