由于人口老齡化、疾病、災(zāi)難等原因,肢體運動功能障礙患者越來越多�？祻�(fù)機器人是治療此類患者的有效方法之一。本文在研究了人體正常步態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一款訓(xùn)練軌跡為橢圓的下肢康復(fù)機器人。該機器人訓(xùn)練軌跡的大小和方位可調(diào),以滿足不同患者或同一患者在不同時期的康復(fù)需求。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)下肢步態(tài)運動規(guī)律確定了康復(fù)機器人的總體設(shè)計方案。在了解了人體下肢結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,設(shè)計試驗探索人體正常步態(tài)運動的規(guī)律。試驗結(jié)果表明:人體直立行走和坐姿蹬腿的步態(tài)軌跡都為類橢圓,但是軌跡的大小和方位不同。據(jù)此對橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的運動軌跡進(jìn)行規(guī)劃,提出橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的設(shè)計要求。通過對比分析多個方案確定以行星橢圓機構(gòu)為主的總體設(shè)計方案,并對人機模型進(jìn)行分析,得出影響關(guān)節(jié)角度的因素。其次,設(shè)計了橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的機械部分。橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人主要由動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)以及機架組成。重點描述了傳動機構(gòu)——橢圓行星機構(gòu)的設(shè)計,包括曲柄與齒輪的設(shè)計。曲柄設(shè)計成可變機構(gòu),通過改變曲柄與行星架共線的位置來改變橢圓訓(xùn)練軌跡的方位,通過改變曲柄的長度來改變橢圓訓(xùn)練軌跡的...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題的研究背景及意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 現(xiàn)狀總結(jié)
    1.5 主要研究內(nèi)容
第二章 橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人總體方案設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 人體下肢結(jié)構(gòu)特點
        2.2.1 人體三維空間坐標(biāo)系
        2.2.2 人體下肢解剖結(jié)構(gòu)
        2.2.3 人體下肢尺寸
        2.2.4 人體步態(tài)特征
    2.3 人體步態(tài)運動軌跡探索
        2.3.1 人體步態(tài)軌跡數(shù)據(jù)采集
        2.3.2 人體步態(tài)規(guī)律分析
    2.4 康復(fù)機器人運動軌跡規(guī)劃
    2.5 人體下肢剛體模型簡化
    2.6 橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人總體方案
        2.6.1 設(shè)計要求
        2.6.2 總體方案
        2.6.3 橢圓軌跡的證明
    2.7 人機模型分析
        2.7.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        2.7.2 關(guān)節(jié)角度求解
    2.8 本章小結(jié)
第三章 橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的機構(gòu)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 整體布局
    3.3 橢圓行星機構(gòu)的設(shè)計
        3.3.1 橢圓行星機構(gòu)的組成
        3.3.2 曲柄的設(shè)計
        3.3.3 齒輪的設(shè)計
    3.4 機架的設(shè)計
    3.5 腳踏機構(gòu)的設(shè)計
    3.6 動力機構(gòu)的選型
        3.6.1 電機的選型
        3.6.2 減速器的選型
    3.7 本章小結(jié)
第四章 橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的仿真與分析
    4.1 引言
    4.2 仿真模型的建立
    4.3 仿真方案的制定
    4.4 仿真試驗及結(jié)果分析
        4.4.1 仿真過程
        4.4.2 仿真結(jié)果
        4.4.3 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 橢圓軌跡可調(diào)下肢康復(fù)機器人的樣機制作及試驗
    5.1 引言
    5.2 樣機的制作
    5.3 樣機試驗
        5.3.1 樣機試驗方案的制定
        5.3.2 試驗的進(jìn)行
        5.3.4 試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況



本文編號：3863464