本文關(guān)鍵詞：單自由度可調(diào)下肢康復(fù)機器人機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計　出處：《天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版)》2017年08期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 康復(fù)機器人 機構(gòu)設(shè)計 尺度綜合 凸輪-連桿機構(gòu) 步態(tài)軌跡

【摘要】：為幫助下肢功能障礙患者完成步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練,設(shè)計了一種新型下肢康復(fù)機器人機構(gòu),提出了機構(gòu)尺度優(yōu)化綜合方法.首先,以一個兩自由度平面五桿機構(gòu)為基本機構(gòu),通過逆運動學(xué)分析建立五桿機構(gòu)兩個輸入之間的函數(shù)關(guān)系,并以曲柄勻速轉(zhuǎn)動為優(yōu)化目標(biāo)進行機構(gòu)尺度綜合;然后,在此機構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一凸輪-連桿函數(shù)生成機構(gòu),通過逆運動學(xué)分析與機構(gòu)尺度綜合求解并優(yōu)化凸輪廓線,實現(xiàn)了五桿機構(gòu)兩個輸入之間的函數(shù)關(guān)系,并減少了機構(gòu)自由度;最后,在此基礎(chǔ)上引入一縮放機構(gòu),實現(xiàn)機構(gòu)軌跡可調(diào).以運動捕捉實驗獲取的正常人體步態(tài)軌跡為目標(biāo)軌跡,進行機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,結(jié)果表明:優(yōu)化所得機構(gòu)在勻速電機驅(qū)動下能夠很好地模擬正常人體步態(tài)軌跡與髖、膝關(guān)節(jié)運動規(guī)律,從而驗證了機構(gòu)與優(yōu)化方法的有效性.
[Abstract]:In order to help patients with lower extremity dysfunction complete gait rehabilitation training, a new mechanism of lower limb rehabilitation robot was designed, and a comprehensive method of mechanism scale optimization was proposed. Taking a planar five-bar mechanism with two degrees of freedom as the basic mechanism, the functional relationship between the two inputs of the five-bar mechanism is established by inverse kinematics analysis, and the mechanism scale synthesis is carried out with the constant rotation of the crank as the optimization target. Then, a cam-link function generating mechanism is introduced on the basis of the mechanism. By inverse kinematics analysis and mechanism scale comprehensive solution and optimization of the cam contour, the functional relationship between the two inputs of the five bar mechanism is realized. And reduce the degree of freedom of the mechanism; Finally, a zoom mechanism is introduced to realize the adjustable track of the mechanism. Taking the gait trajectory obtained from the motion capture experiment as the target trajectory, the mechanism optimization design is carried out. The results show that the optimized mechanism can well simulate the gait trajectory of normal human body and the motion of hip and knee under the drive of constant speed motor, thus validating the effectiveness of the mechanism and the optimization method.
【作者單位】： 天津大學(xué)機構(gòu)理論與裝備設(shè)計教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51175368)~~
【分類號】：TP242
【正文快照】： 下肢康復(fù)機器人是輔助下肢功能障礙患者完成相應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練并能給患者與康復(fù)醫(yī)師提供反饋信息的自動化設(shè)備[1-2].與傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練相比,機器人輔助訓(xùn)練具有重復(fù)性好、康復(fù)效率高、康復(fù)師勞動強度低等優(yōu)點[3],現(xiàn)已成為國內(nèi)外研究的熱點.隨著機器人技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外已經(jīng)研制出了

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本文編號：1430676