可實現(xiàn)近似正常步態(tài)的下肢康復機器人結(jié)構(gòu)設計與分析.pdf

1、本文針對患有下肢運動障礙人數(shù)日益增多，下肢康復需求越來越大，且國外產(chǎn)品價格昂貴，國內(nèi)研究尚不成熟這一現(xiàn)狀，在國家自然科學基金的資助下，以研制出軌跡在一定范圍內(nèi)可調(diào)、成本低、適合家庭使用且能實現(xiàn)主動和被動訓練的下肢康復機器人為目標，開展了步態(tài)分析、軌跡規(guī)劃、機器人結(jié)構(gòu)設計及樣機試制等方面的研究工作。論文主要內(nèi)容及成果如下：
　　簡介康復醫(yī)學上對人神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性的研究，正常步行周期和規(guī)律及正常步態(tài)軌跡的獲取。前者為設計以及制造下肢康

2、復機器人幫助病人恢復行走能力提供了醫(yī)學上的理論依據(jù)，證明了下肢康復在理論上的可行性；而后者通過對步態(tài)的研究所揭示的人在正常行走時腿部和足部動作的規(guī)律及數(shù)據(jù)為后續(xù)機構(gòu)的設計提供了前提條件和支持。
　　研究不同步態(tài)軌跡對下肢的影響。以實驗測得的人體正常步態(tài)軌跡為依據(jù)，設計了三種運動軌跡越來越趨近于正常步態(tài)的機構(gòu)，用SolidWorks軟件進行三維建模，根據(jù)正常步態(tài)受試者尺寸參數(shù)在LifeMOD軟件中進行人體建模，將兩者導入ADAMS軟

3、件中進行配合，建立人—機耦合系統(tǒng)并進行運動仿真，得到下肢主要肌肉伸縮量在不同足部軌跡下的數(shù)據(jù)變化，并用MATLAB對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得到不同足部軌跡對下肢影響的規(guī)律。根據(jù)這一規(guī)律及結(jié)構(gòu)方案的合理性，確定樣機的結(jié)構(gòu)方案。
　　康復機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計及運動仿真。運用平面機構(gòu)運動分析的復數(shù)矢量法對偏置曲柄滑塊機構(gòu)連桿上一點進行運動分析，得到位移、速度和加速度隨時間的變化，然后對曲柄滑塊機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)尺寸的設計和主要零部件的選擇，使用Sol