穿戴式下肢外骨骼的設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、下肢外骨骼機(jī)器人是一種人機(jī)一體化機(jī)械裝置，作為康復(fù)機(jī)器人的一個(gè)重要分支，可提供穿戴者支撐、保護(hù)功能并實(shí)現(xiàn)下肢部分力量的提升，目前國內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)正在積極投入對人體外骨骼的研究。隨著機(jī)器人技術(shù)及醫(yī)療水平的提高，下肢患者對康復(fù)醫(yī)療設(shè)備的的需求也不斷增加，基于此，本文設(shè)計(jì)了一種穿戴式下肢外骨骼，可輔助行走障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。
　　本文首先對人體下肢生理結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的步態(tài)參數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，處理后得到人體正

2、常步態(tài)下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及軌跡，為外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)，并基于此提出了一種穿戴式下肢外骨骼系統(tǒng)方案。
　　然后，對外骨骼系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，主要內(nèi)容包括:下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)正、反解，工作空間范圍求解以及矢狀面動(dòng)力學(xué)分析，并將外骨骼并聯(lián)化分析了外骨骼下軀干中心的工作范圍，為后續(xù)的分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　接著，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)肌肉以提供正向驅(qū)動(dòng)力，根據(jù)幾何物理模型分析了其壓力變形規(guī)律，并制作了氣動(dòng)肌肉樣件進(jìn)行