基于外骨骼的可穿戴式下肢康復機器人結構設計與仿真.pdf

1、康復機器人作為康復工程的產(chǎn)物，能夠通過機器引導肢體做各種指定的重復性康復訓練，輔助患肢恢復其運動機能，近年來其得到了迅速發(fā)展。但現(xiàn)有研究的重點多集中于腿部機構的設計，對腰部機構的設計研究相對較少。本文針對現(xiàn)有康復機器人腰部機構存在的結構簡單，不能模擬人體腰部運動的不足，以人機工程學為基礎，對下肢康復機器人的腰部機構和腿部機構作一體化設計，滿足下肢癱瘓患者康復訓練完整性和舒適性的要求。
　　本研究主要內容包括：⑴基于人體解剖學研究人

2、體下肢骨骼及其骨連結的特點，確定了下肢康復機器人腰部機構和腿部機構各關節(jié)處的自由度分配，并對人體下肢正常步態(tài)進行測量統(tǒng)計分析，得出了人體下肢正常步行時腰部的運動曲線方程和腿部各關節(jié)的運動曲線，為下肢康復機器人的結構設計提供理論分析的基礎。⑵針對下肢癱瘓患者不同康復階段訓練內容和要求不同的特點進行了研究，根據(jù)不同康復階段患者不同程度的訓練要求，建立了下肢康復機器人的單自由度、組合動作和步行3種康復訓練模式，將下肢康復機器人的康復訓練功能滲

3、透到整個康復治療過程中。⑶在建立的下肢康復機器人3種康復訓練模式基礎上，提出了下肢康復機器人的腰部機構和腿部機構作擬人化一體化設計方案，由腰部機構和腿部機構兩部分組成，具有一定的通用性，可以適用不同人群。根據(jù)設計的下肢康復機器人的方案，確定下肢康復機器人系統(tǒng)結構材料為2A12硬鋁合金，采用伺服電機驅動方式，選擇24V鋰離子電源和光學式增量型旋轉編碼器、限位開關及拉線編碼器等傳感器。⑷建立了腰部機構和腿部機構運動模型，應用ADAMS軟件建