發(fā)布時(shí)間：2021-09-25 00:05

　　設(shè)計(jì)了一種膝關(guān)節(jié)自適應(yīng)康復(fù)器,該康復(fù)器由擺動(dòng)導(dǎo)桿和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成。依據(jù)人機(jī)工程學(xué),通過(guò)對(duì)人體膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的分析,確定了自適應(yīng)康復(fù)器中大小腿桿長(zhǎng)度范圍。為實(shí)現(xiàn)對(duì)人體膝關(guān)節(jié)伸曲角度的自適應(yīng)調(diào)節(jié),以復(fù)數(shù)矢量法為基礎(chǔ),建立了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,得出了膝關(guān)節(jié)伸曲角度與機(jī)構(gòu)中可移動(dòng)機(jī)架高度的關(guān)系式,確定了機(jī)構(gòu)的尺寸。對(duì)自適應(yīng)康復(fù)器與傳統(tǒng)的康復(fù)器機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）進(jìn)行了仿真分析對(duì)比。結(jié)果表明,串聯(lián)式康復(fù)器和傳統(tǒng)的康復(fù)器機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性均滿足膝關(guān)節(jié)康復(fù)器伸曲角度,但串聯(lián)式組合膝關(guān)節(jié)康復(fù)器運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性更好。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械傳動(dòng). 2020,44(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

成熟持續(xù)被動(dòng)訓(xùn)練康復(fù)器結(jié)構(gòu)示意圖

膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍能夠達(dá)到的極限運(yùn)動(dòng)范圍[10-11]如表2所示。由表2可知，膝關(guān)節(jié)主要有屈/伸運(yùn)動(dòng)和旋內(nèi)/旋外運(yùn)動(dòng)，但旋內(nèi)/旋外運(yùn)動(dòng)由于轉(zhuǎn)動(dòng)角度比較小，因此，可將膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)看做只有1個(gè)自由度。1.2 康復(fù)器的設(shè)計(jì)要求

本文中擬采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)前串接一個(gè)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄連架鉸鏈中心高度（即導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)架長(zhǎng)度）及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄和連桿長(zhǎng)度，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿曲柄的旋轉(zhuǎn)，可以調(diào)整膝關(guān)節(jié)的最大屈伸角度（即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄與連桿的最大夾角），實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)屈伸角在安全范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)�？祻�(fù)器機(jī)構(gòu)原理如圖3所示。為實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)康復(fù)器屈伸角度自適應(yīng)方便調(diào)節(jié)，盡量減少桿長(zhǎng)的變動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)可移動(dòng)軸Ⅰ的高度進(jìn)而調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)屈伸可以轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度，使其符合醫(yī)囑的訓(xùn)練計(jì)劃，病患者可以根據(jù)康復(fù)狀況逐漸增大膝關(guān)節(jié)屈伸角訓(xùn)練最大值。初始狀態(tài)時(shí)，依據(jù)人體下肢尺寸調(diào)節(jié)好大、小腿桿長(zhǎng)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿處于右極限位置時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊亦處于右極限位置，且B1C1與滑塊導(dǎo)路中心線C1E1正交，此時(shí)，大腿桿C1F1與小腿桿F1D1共線，膝關(guān)節(jié)病患者將下肢大腿通過(guò)柔性件綁附在大腿桿C1F1上，小腿通過(guò)柔性件綁附在小腿桿F1D1，此時(shí)，膝關(guān)節(jié)屈伸角度等效為大腿桿C1F1與小腿桿F1D1通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。如圖4所示，當(dāng)可移動(dòng)軸Ⅰ的高度為H1時(shí)，膝關(guān)節(jié)屈伸角最大值為ε1；如圖5所示，當(dāng)可移動(dòng)軸Ⅰ的高度為H2時(shí)，膝關(guān)節(jié)屈伸角最大值為ε2。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]一種新型可穿戴式助行機(jī)器人的研究[D]. 陳文.南昌大學(xué) 2014
[2]柔順主—被動(dòng)膝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)研究[D]. 楊罡.南京理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3408700