下肢康复训练机器人的研究.pdf

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1、下肢康复训练机器人的研究StudyonLowerLimbsRehabilitativeRobot作者姓名张英学位类型学历硕士学科专业机械制造及其自动化研究方向机械制造计算机综合自动化导师及职称王勇教授2012年3月下肢康复训练机器人的研究摘要下肢康复机器人是近些年出现的一种新型机器人，它属于医疗器械范畴。随着我国中风人口的不断增加，偏瘫人数也越来越多。临床证明，科学合理地康复锻炼能够使患者复行走能力。所以，对康复器械的研究已经成为社会的热点。首先，本文设计了蹬腿运动的试验，通过对试验中下肢运动变化情况的分析，确定了在坐姿下进行蹬腿运动时，下肢的运

2、动轨迹、运动角度、运动幅度及相关参数的变化情况，为下肢康复训练器的设计和仿真提供了依据。其次，本文根据康复医学理论，分析了在坐姿下进行康复训练的优势，并基于人机工程学原理选择和改造了下肢康复训练机器人的承重载体，再结合机构学知识，设计了下肢康复训练机构，并用三维软件建立装配模型。最后，本文在ADAMS环境下，对下肢康复训练系统进行建模及运动学仿真，并将仿真结果与试验得出的相关参数进行对比，逐步优化脚杆的有效变化范围，最后对此款康复机器人的使用方法进行说明。本文设计的下肢康复训练机器人具有工作状态可调节，训练模式多样的特点，既能够满足患者在不同康复

3、阶段进行训练的要求，又能够满足不同腿长患者的使用需求，长期使用可以达到修复功能失缺组织的目的。关键词：下肢康复机器人；脚部运动轨迹；三维建模；ADAMS；仿真分析StudyonLowerLimbsRehabilitativeRobotABSTRACTLowerlimbsrehabilitativerobotisanewtypeofrobotthathasbeenappearedinrecentyears,itbelongstothemedicaldevices.WiththeincreasingofthestrokeinChina,thenumb

4、erofhemiplegiapeopleisalsoincreasing.Clinicalproved,thescientificandreasonablerehabilitationexercisecanmakepeopleregaintheabilitytowalk.So,Thestudyofrehabilitationequipmenthasbecomingthefocusofthesociety.Firstly,thispaperdesignedatestofdoingkickmovement.Throughanalysingthelow

5、erlimbmovementduringthetest，thelowerlimbtrajectory,angleofthemovement,rangeofthemotionandrangeoftherelevantparametershavebeenacquiredinthesittingposition.Theseprovidingthetheoreticalbasisfordesigningandsimulatingofthelowerlimbrehabilitation.Secondly,accordingtothetheoryofReha

6、bilitationMedicine,theadvantagesoftraininginsittingpositionhasbeenanalyzedinthispaper.Basedontheergonomicprinciples,selectingandreformingbearingcarrierthelowerlimbrehabilitationtrainingrobot.Thencombiningwiththeknowledgeofmechanism,thispaperdesignedthelowerlimbrehabilitation.

7、Athree-dimensionalstructuralmodelhasbeenestablishedinSolidworks,whichprovedthatinterferencedosen’texistinthemotionspaceofthetrainerFinally,thispaperbuiltstructuralmodelofthelowerlimbrehabilitationtrainingsystemanddidkinematicsimulationintheADAMSenvironment.Thencomparedthesimu

8、lationresultwiththeexperimentparameters,itcangettheeffectiverangeofa