康复机器人柔性关节舒适性分析与研究.pdf

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1、·机械研究与应用·2015年第4期(第28卷，总第138期)研究与分析康复机器人柔性关节舒适性分析与研究刘莹，张，J、栋(1．宁夏民族职业技术学院，宁夏昊忠751100；2．西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049)摘要：康复机器人柔性关节的舒适性对保障人机接触的安全稳定运行至关重要，针对康复机器人柔性关节舒适性设计进行了分析与研究。从拟人化的角度分析了柔性关节的机械结构设计原理与要求，从生理学角度选择人机压力接触承受点，从仿生学角度建立了外骨骼柔性关节活动范围，同时重点对比分析了外骨骼柔性关节驱动系统，形成了一套完善的柔性关节仿生设计原则，为设计结构轻巧、穿戴方便、操作柔

2、顺的柔性关节奠定了基础。关键词：康复机器人；柔性关节；舒适性中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1007-4414(2015)04—0009—03AnalysisandResearchonComfortofRehabilitationRobotFlexibleJointsLIUYing．ZHANGXiao—dong(J．NingxiaNationalVocationalandTechnicalCollege，WuzhongNingxia751100，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，XianJiaotonge，XianShaan

3、xi710049，China)Abstract：Thecomfortoftherehabilitationrobotflexibleiointsisessentialtoensurethesafeandstableoperationofhuman-machineinteraction，inthispaper，analysisandresearchonthecomfortdesignforrehabilitationrobotflexiblejointhascarriedout．Thedesignprinciplesofmechanicalstructureandrequireme

4、ntsoftheflexiblejointareanalyzed，andtheman—machinecontactpressurepointsarechosenfromtheperspectiveofphysiology，andfromthepointofbionicstoestablishtheexoskele—tonsofflexible{ointactivities，atthesametimecomparativeanalysisismainlyfocusedontheexoskeletonofflexiblejointsdrivesystems，thustoformase

5、tofperfectbionicdesignprincipleofflexiblejoint，andtolayafoundationfordesigningtheflexiblejointsthatalelightlyandingeniouslystructured，easytoweal"，andsmoothoperated．Keywords：rehabilitationrobot；flexiblejoint；comfortO引言毒、无害、散热性好，防腐蚀，抗辐射，绝缘，同时材质康复机器人是一种人机一体化系统，它与使用者的刚度不仅要能承担自身设计的重量，还要能支撑穿通过束带连接，

6、不仅要为使用者提供助力和相同的步戴者的体重，而且在外界突发的冲击下，不会塑变和态功能，而且在确保使用者的人身安全前提下，其穿断裂，目前我国普遍采用的是铝合金材质；其次在重戴舒适性是首要考虑的问题，为设计出穿着舒适的外量方面，外骨骼的总质量应该从选材和设计上尽量轻骨骼，实现人与外骨骼紧密地物理吻合，使操作者肢巧，以节省穿戴者的体力，减少能量消耗；在结构方体能进行协调运动，必须依照一个重要的条件～拟人面，外骨骼的结构设计要避免复杂模型，尽量简单方化。在对外骨骼柔性关节进行设计时，需要对柔性关便，易于建模与控制。节机械结构、人与外骨骼压力接触承受点、外骨骼柔康复机器人柔性关节系统是用来

7、辅助患者做康性关节活动范围及关节驱动系统进行分析与研究，形复训练的，设计的外骨骼结构必须要与人体协调共成了一套完善的仿生设计原则，设计的外骨骼要结构处，二者不能发生冲突；康复装置带动人体患肢按照轻巧、穿戴方便、操作柔顺，保证穿戴者的舒适性和安预先设定好的步态轨迹进行康复训练，不仅效率要全性。高，还要康复训练时间短；机构设计不仅要考虑强度、1外骨骼柔性关节机构设计原理与要求精度、刚度，还要求肢体几何尺寸能够调节，以适应不机械结构设计是康复机器人柔性关节舒适性研同的穿戴者；同时在保证