上肢腕关节康复机构的设计研究.pdf

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1、应用技术ChinascienceandTechnologyReview啊I上肢腕关节康复机构的设计研究尹姣姣梅瑛(中北大学机械与动力工程学院太原030051)[摘要]为了克服人类由于意外事故、先天缺陷、疾病、战争和机体老化等因素产生的腕关节功能障碍或者疾病，本文设计研究了上肢腕关节康复机构。首先介绍了腕关节的结构和工作原理，然后利ADAMS~件建立了三维模型，并施加了一定的约束，实现了腕关节康复机构的运动学仿真和分析，促进了腕关节的康复运动，为腕关节康复机构的动力学分析和优化设计提供了技术方法。[关键词]腕关节。康复机构IADAMS；运动仿真中图分

2、类号：TH132文献标识码：A文章编号：1009—914X(2014)35—0283—021引育、腕关节的协调运动是保证人体手部正常独立进行活动的必备条件。近年c蠹博来，国内外相继开发出一些上肢腕关节康复训练装置，胡宇川、季红林[1】等人开’发了偏瘫上肢复合运动康复训练器，该机器人的机械臂选择了二连杆机构·哈蔓尔滨工业大学研制了手臂康复机器人，但缺少了对腕关节的康复训练，并且还瓣净组●：-有部分问题亟待解决。国外从1995年起就进行了上肢康复训练机器人的研制，瓦■斯坦福大学开发了伺服系统系列的机器人，可以实现简单的平面运动和空间运动I马里兰大学的M

3、ichaelScottLiszka[2]等人开发了一种五自由度上肢康图3ADAMS中添加好约束和驱动的腕关节康复机构模型复机器人，尽管考虑到了机械臂的重量、刚性传动及零回差的特点，但在柔顺4仿真结果和分折性、轻巧性和安全性方面有待提高。应用ADAMS软件对此上肢腕关节康复机构模型进行仿真分析，可获得各本文从腕关节康复机构的结构原理出发，设计了腕关节康复八杆机构，利个铰链点的运动学参数】。仿真结果显示铰链连接点G和H点的轨迹较为类似，用ADAMs软件建立三维模型，并对其驱动构件在不同速度下的机构输出性能所以将两点对比分析，图4、5、6、7分别为G和H

4、点的轨迹曲线、位移曲线、速度曲进行分析，得出了适合机构运动的合适速度范围。对腕关节康复机构的仿真分线和加速度曲线。析能够保证训练装置的安全性，使得患者的腕关节得到有效的康复训练[3】。图中G和H点的轨迹曲线几乎平行，但还是能够发现H点的轨迹曲线稍有2腕关节康复机构的构型和原理明显的转折。从医学的角度来讲，速度和加速度变化较大的位置不适合用于老腕关节康复机构的机构简图如图1所示，图中的杆件分别为a、b、e、f、g，机年人或者腕关节不便者进行初期的康复训练，对比得出H点适合老年人或者腕架h和曲柄c、d。当杆件a做水平运动时，活动杆件分别绕铰链连接点A、

5、B、C、D、关节不便者进行腕关节的早期康复训练。E、F、G、H、P旋转，杆件a为输入杆件，根据轨迹发生机构的优化方法，得出H点的轨迹，它能形成与腕关节类似的平面圆弧曲线[4]。此构件能够促进手腕部的运动，特别是腕关节的康复运动[5—6】，当杆件a以一定的速度作水平运动时，H点能够形成与腕关节类似的平面圆弧曲线．。图4G和H点的轨迹曲线⋯～I-~：1、、、————、、、．图I腕关节康复机构运动简图

6、”3上肢腕关节的设计与研究3．1设置建模工作环境柚1)选择系统单位为MMKs，即mm，kg，N，S，deg。2)设置调整工作网格。脯3)重力加速度保持默认

7、值，大小为-9806．65，方向为Y轴负方向。¨4)图标的大小保持默认设置为50，如图2所示。图5G和H点的位移曲线／＼，，，、、／、，⋯Ⅲ_J图6G和H点的速度曲线图2设置ADAMS工作环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯r：]3．2创建约束副和驱动一’‘‘’，==，二一一根据腕关节康复机构的机构简图，应用ADAMS~t4：对各个杆件施加约束{”=：＼／[7】。在各个杆件间创建旋转副(RevoluteJoint)，在ADAMS主工具箱中选择移：l∞蛳4动副驱动(TranslationalJointMotion)，在Simulation中，设置仿真参数，驱、

8、，动杆件a的初始速度为10mm／s，仿真终止时间为5，步长为5000[8—9】。在此环境⋯下进行机构运动仿真，观察模型的运动情况，图3为添加好约束和驱动的腕关节．『二图7G和H点的加速度曲线康复机构模型科技博览283应用技术I■．萱l。计算机辅助电路设计方法牟舂语王新阳徐善超(沈阳理工大学)[摘要]随着社会社会科学技术的发展和进步，传统的电路设计方法早已不能适应现在社会发展的需求，而信息化技术不断被广泛应用，在电路设计中也开始贯穿着信息技术，所以为了顺应时代发展，计算机辅助电路设计必然成为社会发展的趋势，本文根据电路设计中计算机的辅助方法进行分析和

9、探究。[关键词]计算机；电路设计；分析；辅助；方法中图分类号：TP391．7；TN702文献标识码：A文蘸编号：1009—