本文關(guān)鍵詞：穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 踝關(guān)節(jié) 康復(fù)裝置 穿戴式 柔順踝關(guān)節(jié) 扭轉(zhuǎn)彈簧

【摘要】：關(guān)節(jié)康復(fù)裝置是將機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種輔助或替代康復(fù)理療師完成關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)器人自動(dòng)化裝置。它利用機(jī)器人速度調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)動(dòng)精度高、可替代人長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)工作等特點(diǎn),不僅可以幫助患者進(jìn)行準(zhǔn)確、持續(xù)、有效的關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練,而且可以緩解理療師資源緊張和解決人工訓(xùn)練中存在的各種問題。本課題的目標(biāo)是開發(fā)一款兩自由度穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置,實(shí)現(xiàn)輔助或替代理療師對(duì)踝關(guān)節(jié)有病患的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的目的,既要滿足患者穿戴快捷、攜帶方便、關(guān)節(jié)柔順舒適的要求,又要滿足操作簡(jiǎn)單、安全可靠的功能要求。首先,本課題深入研究了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)所設(shè)計(jì)的踝關(guān)節(jié)康復(fù)系統(tǒng),了解其原理,剖析其優(yōu)缺點(diǎn)。通過研究人體踝關(guān)節(jié)的生理結(jié)構(gòu)、踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)韌帶損傷機(jī)理及其康復(fù)訓(xùn)練方法,利用雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款適用于踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)韌帶損的、可穿戴行走的兩自由度穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。其次,優(yōu)化設(shè)計(jì)了扭轉(zhuǎn)彈簧用于增加本康復(fù)裝置的關(guān)節(jié)柔順性和抗干擾性,詳細(xì)介紹了扭轉(zhuǎn)彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、材料選擇和ANSYS軟件仿真,并在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行線性標(biāo)定實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證其作為扭矩傳感器的可行性。另外,在雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)的建模分析基礎(chǔ)之上,通過建立D-H坐標(biāo)系,利用拉格朗日法對(duì)整個(gè)穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置進(jìn)行了整體建模分析,探討了本康復(fù)裝置的動(dòng)力學(xué)特性。最后,搭建了本康復(fù)裝置的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置樣機(jī)、控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)對(duì)康復(fù)裝置樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,分別進(jìn)行了軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)、力矩階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)、位置頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)和等速肌力實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：踝關(guān)節(jié) 康復(fù)裝置 穿戴式 柔順踝關(guān)節(jié) 扭轉(zhuǎn)彈簧
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R684;R496
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 等速肌力技術(shù)簡(jiǎn)介15-17
• 1.3.1 等速肌力技術(shù)定義15-16
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置技術(shù)難點(diǎn)分析17
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 踝關(guān)節(jié)生理結(jié)構(gòu)及康復(fù)訓(xùn)練方法研究19-25
• 2.1 踝關(guān)節(jié)的構(gòu)成19-20
• 2.1.1 踝關(guān)節(jié)參考坐標(biāo)系19
• 2.1.2 踝關(guān)節(jié)生理結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)形式20-21
• 2.3 踝關(guān)節(jié)損傷機(jī)理及康復(fù)訓(xùn)練方法21-24
• 2.3.1 踝關(guān)節(jié)損傷機(jī)理21
• 2.3.2 踝關(guān)節(jié)韌帶損傷臨床分級(jí)21-22
• 2.3.3 踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練方法22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-38
• 3.1 踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置總體方案設(shè)計(jì)25
• 3.2 套索傳動(dòng)系統(tǒng)25-26
• 3.2.1 套索傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介25-26
• 3.2.2 套索傳動(dòng)方式26
• 3.3 踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-32
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求26-27
• 3.3.2 背屈/跖屈和外翻/內(nèi)翻自由度實(shí)現(xiàn)27-28
• 3.3.3 雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)28-29
• 3.3.4 柔順踝關(guān)節(jié)29-31
• 3.3.5 輔助機(jī)構(gòu)31-32
• 3.4 扭轉(zhuǎn)彈簧結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有限元仿真32-37
• 3.4.1 扭轉(zhuǎn)彈簧材料選擇32-33
• 3.4.2 扭轉(zhuǎn)彈簧結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.3 扭轉(zhuǎn)彈簧有限元仿真34-35
• 3.4.4 扭轉(zhuǎn)彈簧加工及熱處理35
• 3.4.5 扭轉(zhuǎn)彈簧標(biāo)定實(shí)驗(yàn)35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置建模分析38-51
• 4.1 雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)建模分析38-42
• 4.1.1 單套索傳動(dòng)系統(tǒng)模型38-39
• 4.1.2 雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)模型39-41
• 4.1.3 雙套索傳動(dòng)系統(tǒng)模型仿真分析41-42
• 4.2 踝關(guān)節(jié)建模分析42-49
• 4.2.1 踝關(guān)節(jié)坐標(biāo)系建立42-44
• 4.2.2 拉格朗日建模44-49
• 4.3 康復(fù)裝置整體建模49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究51-59
• 5.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)51-52
• 5.2 穿戴式踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置實(shí)驗(yàn)研究52-58
• 5.2.1 軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)52-53
• 5.2.2 力矩階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)53-55
• 5.2.3 位置頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)55-56
• 5.2.4 等速肌力實(shí)驗(yàn)56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-60
• 6.1 論文工作總結(jié)59
• 6.2 未來工作展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 作者簡(jiǎn)介65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1113662