一種新型踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、本文將少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，通過(guò)介紹人體踝關(guān)節(jié)醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)和目前常見(jiàn)的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，綜合設(shè)計(jì)出一款基于3-SPS/S并聯(lián)機(jī)構(gòu)的人體踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，并對(duì)該康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、工作空間分析及運(yùn)動(dòng)仿真。
　　首先，本文對(duì)現(xiàn)如今出現(xiàn)的多種踝關(guān)節(jié)損傷情況進(jìn)行了闡述，踝關(guān)節(jié)損傷多發(fā)生于運(yùn)動(dòng)員、老齡化人群以及生活中的意外傷害;列舉出目前國(guó)內(nèi)外已應(yīng)用的多種踝關(guān)節(jié)康復(fù)器械以及最前沿的研究現(xiàn)狀;提出并聯(lián)

2、機(jī)構(gòu)中少自由度的優(yōu)越性以及其在康復(fù)醫(yī)療方面的應(yīng)用。
　　其次，本文分析了人體下肢踝關(guān)節(jié)部位的基本結(jié)構(gòu)，主要包括人體踝關(guān)節(jié)的醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)功能，在此基礎(chǔ)之上推出設(shè)計(jì)人體踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的條件。詳細(xì)闡述了人體康復(fù)治療理論基礎(chǔ)和踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，并提出了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性要求。
　　再次，在人體康復(fù)醫(yī)療理論基礎(chǔ)上提出幾種可以實(shí)現(xiàn)人體踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并確定本文所研究的構(gòu)型，即3-SPS/S并聯(lián)機(jī)

3、構(gòu)。并以螺旋理論為依據(jù)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度分析，使用矩陣法來(lái)描述機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，以雅克比矩陣為依據(jù)對(duì)踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了速度和加速度分析，運(yùn)用拉格朗日的方法對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析?；趯?duì)該康復(fù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能的分析，使用Matlab軟件仿真編程運(yùn)算出了3-SPS/S并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間，從而確認(rèn)此機(jī)構(gòu)是否適用于人體踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練。
　　最后，使用Solidworks三維制圖軟件繪制出3-SPS/S踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)構(gòu)，并導(dǎo)入Adams分析軟件中