臥式下肢康復(fù)機器人設(shè)計與研究.pdf

1、隨著進入老齡化社會和人們的生活水平的提高，社會對康復(fù)訓(xùn)練領(lǐng)域越來越重視，各種類型的肢體康復(fù)訓(xùn)練器也成為醫(yī)療領(lǐng)域熱點。本課題主要研究一種尺寸可調(diào)、軌跡可變的被動式臥式下肢康復(fù)機器人。它的特點是腿部訓(xùn)練軌跡與人體步態(tài)軌跡相似，并且可以根據(jù)人群的不同而使用不同的訓(xùn)練軌跡，同時各條軌跡的中心點位置變化較小，患者調(diào)整不同軌跡時無需頻繁改變身體姿態(tài)，簡化了康復(fù)訓(xùn)練的操作。本課題中的康復(fù)機器人機構(gòu)采用了兩個自由度的四桿機構(gòu)，避免了因桿件過多而引起的機

2、構(gòu)剛度下降，另一方面也簡化了機器人結(jié)構(gòu)，降低了制造的難度。
　　本文首先分析了國內(nèi)外肢體康復(fù)機器人的發(fā)展?fàn)顩r以及其理論研究進展，分析現(xiàn)有的康復(fù)訓(xùn)練器的優(yōu)缺點，結(jié)合在省立醫(yī)院實際觀察得到的經(jīng)驗，總結(jié)出設(shè)計一款好的新型臥式下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人應(yīng)該具有以下幾個品質(zhì):
　　(1)操作與訓(xùn)練簡單方便，無需醫(yī)護人員耗費大量的體力勞動。
　　(2)尺寸適中，適合小型養(yǎng)老院甚至家庭使用。
　　(3)機構(gòu)輸出點軌跡是模仿人步態(tài)軌跡，

3、并且軌跡大小可調(diào)，以適應(yīng)不同體型的患者經(jīng)行運動康復(fù)訓(xùn)練。
　　此次設(shè)計的下肢康復(fù)機器人的主要功能是能夠模仿人體正常行走時步態(tài)，因此從分析普通人行走步態(tài)軌跡入手，使用可變尺寸連桿滑塊機構(gòu)來實現(xiàn)目標(biāo)步態(tài)軌跡的輸出，通過機構(gòu)的尺寸變化來改變機構(gòu)的輸出軌跡。然后建立機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，分析不同情況下的機構(gòu)工作狀態(tài)下各個構(gòu)件的運動規(guī)律及其受力情況。同時分析腿部運動規(guī)律，探討腿部各個關(guān)節(jié)的運動變化，并最終建立腿部的動力學(xué)方程。使用