基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的腿部康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)單元研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，康復(fù)機(jī)器人作為康復(fù)工程領(lǐng)域中的一大分支，在新世紀(jì)應(yīng)用前景廣泛。目前國內(nèi)外的研究表明，下肢康復(fù)機(jī)器人中踝關(guān)節(jié)的康復(fù)機(jī)器人的研究較多，然而缺乏膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的聯(lián)合訓(xùn)練。針對(duì)于腿部活動(dòng)功能障礙患者的康復(fù)訓(xùn)練的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種腿部康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)單元。
　　文章根據(jù)康復(fù)醫(yī)學(xué)理論，在綜合分析了幾種康復(fù)機(jī)構(gòu)原型的基礎(chǔ)上，確定了腿部康復(fù)機(jī)器人腿部運(yùn)動(dòng)單元的機(jī)構(gòu)原型。提出了一種基于六自由度的2-URS&UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的腿部康復(fù)機(jī)器人

2、運(yùn)動(dòng)單元，由UPS支鏈和2-URS支鏈組成，采用球面5-R機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的虎克鉸，具有結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)稱性好的特點(diǎn)。
　　采用矢量法進(jìn)行了位置反解分析，利用MATLAB編程求解位置反解。對(duì)腿部康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行了工作空間分析，采用邊界搜索法繪制了腿部康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)單元的三維工作空間立體圖，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)工作空間大小的影響，并通過MATLAB繪制了影響曲線圖。
　　采用拆桿法對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行了靜力學(xué)分析，并通過MATLAB編

3、程繪制了動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中 URS支鏈中各運(yùn)動(dòng)副的受力和力矩曲線圖。并根據(jù)人體下肢運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和下肢關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，綜合患者初期康復(fù)的需求進(jìn)行了軌跡規(guī)劃。利用 SolidWorks三維繪圖軟件建立腿部康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)單元的三維模型，對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，并繪制了康復(fù)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。
　　該課題研究的2-URS&UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)康復(fù)機(jī)器人腿部運(yùn)動(dòng)單元，為下肢康復(fù)機(jī)器人的研究和發(fā)展奠定了一定的理論基礎(chǔ)，在機(jī)構(gòu)的應(yīng)用上滿足了患者對(duì)于不同時(shí)