本文關(guān)鍵詞：動力式助行器功能適應(yīng)性研究

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【摘要】：動力式助行器是能夠輔助人體站立及行走的步行裝置。動力式助行器穿戴在人體外部,能夠?qū)θ梭w進行支撐和保護。能夠幫助人們跑的更快,跳的更高,而且能夠攜帶更多更重的東西。動力式助行器主要功能是輔助人體行走,因此它的尺寸是參照人體下肢尺寸測量的數(shù)據(jù)而設(shè)計的。目前多數(shù)助行器的腿桿長度都是可調(diào)的,避免了使用單一的缺陷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,下肢動力式助行器已從最初的軍事領(lǐng)域逐步向更廣泛的市場發(fā)展。人口老齡化的加快以及各種意外事故的發(fā)生,導(dǎo)致越來越多的人在行走功能上的衰退。為了使以上行走功能衰退人群能像正常人一樣做到生活自理,研制開發(fā)功能適應(yīng)性較強的下肢動力式助行器成為關(guān)鍵因素�？v觀現(xiàn)有動力式助行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,發(fā)現(xiàn)其足部支撐機構(gòu)的設(shè)計大多僅限于一個平板結(jié)構(gòu)加一些橡膠隔震,這樣的剛性結(jié)構(gòu)易使人穿戴時感到不舒適,造成疲勞,而且整個足部支撐機構(gòu)中沒有儲能和省力結(jié)構(gòu),致使使用者需克服更大的阻力、消耗更大的能量來完成基本的動作,這樣的設(shè)計沒有站在以人為本的原則上,無法達到良好的功能適應(yīng)性。為了使現(xiàn)有下肢動力式助行器的足部支撐機構(gòu)能夠達到緩沖減震,儲能的效果,本研究以仿生學(xué)為基礎(chǔ),通過對正常人體足部骨骼、肌肉、關(guān)節(jié)及其運動學(xué)、動力學(xué)的分析等,對現(xiàn)有助行器足部機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,并闡述相關(guān)優(yōu)化的作用,對設(shè)計中的主要零件進行計算及校核,最終利用三維建模軟件Solidworks建立足部支撐機構(gòu)的三維模型。最后在虛擬樣機軟件ADAMS中對本文所做的設(shè)計進行仿真分析,仿真結(jié)果顯示本設(shè)計使得助行器帶動人體行走時更能接近人體正常步態(tài),并且能夠達到減緩沖擊力及儲能的作用,驗證了設(shè)計的合理性。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789

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本文編號：1303448