康復(fù)訓(xùn)練器作為醫(yī)療機器人的一個重要分支，已經(jīng)成為了國際機器人領(lǐng)域的一個研究熱點，其研究有著重要意義。本課題所設(shè)計的被動式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器是一種新型的康復(fù)醫(yī)療設(shè)備，主要是針對偏癱、下肢有運動障礙的病人而專門研制的，突出對腳踝關(guān)節(jié)步態(tài)的康復(fù)訓(xùn)練，實現(xiàn)治療目的。課題主要研究內(nèi)容如下：根據(jù)人體在正常行走時的步態(tài)理論的研究，分析訓(xùn)練器的理論機構(gòu)模型，并通過ADAMS軟件建立其理論模型，以實現(xiàn)機械仿真及運動學(xué)仿真，從而得出機構(gòu)模擬的腳踏板步態(tài)軌跡、腳步位姿等數(shù)據(jù)。分析所的仿真數(shù)據(jù)，通過ADAMS軟件對訓(xùn)練器機構(gòu)模型反復(fù)的試驗仿真，找到適合下肢病人使用的機構(gòu)模型。步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器采用Pro／e軟件進行三維機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)對人體步態(tài)軌跡與腳步位姿的模擬，并且通過單片機實現(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計，完成對訓(xùn)練時間、訓(xùn)練次數(shù)進行顯示的控制板設(shè)計，采用直流無刷電機對其驅(qū)動，直流電機速度可調(diào)，以適應(yīng)不同癥狀的下肢病人。此外，利用測力鞋墊和關(guān)節(jié)角度測量裝置對人在康復(fù)訓(xùn)練器的訓(xùn)練進行實驗研究，測量出人在被動行走時的腳底壓力值和關(guān)節(jié)角度值，分析訓(xùn)練器帶動人行走時的步態(tài)和下肢關(guān)節(jié)運動特征，討論其設(shè)計的合理性。 

 

哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

 

頁數(shù)：82

 

【學(xué)位級別】：碩士

 

 

文章目錄

摘要

Abstract

第1章 緒論

    1.1 引言

    1.2 康復(fù)機器人技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀

    1.3 課題來源及主要工作

        1.3.1 課題來源與研究意義

        1.3.2 課題的主要研究工作

第2章 步態(tài)康復(fù)原理及訓(xùn)練器工作原理

    2.1 引言

    2.2 步態(tài)康復(fù)原理

        2.2.1 康復(fù)訓(xùn)練器主動式與被動式的區(qū)別

        2.2.2 下肢步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的理論依據(jù)

        2.2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器步態(tài)軌跡依據(jù)

    2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的工作原理

    2.4 本章小結(jié)

第3章 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器機構(gòu)運動學(xué)仿真

    3.1 引言

    3.2 ADAMS 軟件介紹及建模方法

        3.2.1 ADAMS 軟件介紹

        3.2.2 ADAMS 建模步驟

        3.2.3 ADAMS 軟件模型功能

    3.3 被動式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器機構(gòu)模型的建立

        3.3.1 建立被動式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器模型的目的

        3.3.2 模型的建立

    3.4 曲柄搖桿機構(gòu)的運動學(xué)仿真

        3.4.1 腳踏板步態(tài)軌跡的產(chǎn)生

        3.4.2 搖桿尺寸變化對步態(tài)軌跡的影響

        3.4.3 曲柄尺寸變化對步態(tài)軌跡的影響

        3.4.4 連桿尺寸變化對步態(tài)軌跡的影響

        3.4.5 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的步態(tài)軌跡

    3.5 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器滑塊機構(gòu)運動學(xué)仿真

        3.5.1 滑塊機構(gòu)模型建立

        3.5.2 滑塊機構(gòu)姿態(tài)仿真

        3.5.3 腳踏板運動學(xué)分析

    3.6 本章小結(jié)

第4章 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器樣機研制

    4.1 引言

    4.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)計要求及總體方案

        4.2.1 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器設(shè)計要求

        4.2.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的總體方案

    4.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

        4.3.1 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的主體設(shè)計

        4.3.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計

        4.3.3 機構(gòu)各連接關(guān)節(jié)

        4.3.4 腳踏板位姿實現(xiàn)

    4.4 控制系統(tǒng)的研制

        4.4.1 控制系統(tǒng)總體方案

        4.4.2 電機驅(qū)動器的應(yīng)用

    4.5 本章小結(jié)

第5章 實驗

    5.1 引言

    5.2 實驗研究

        5.2.1 速度測試

        5.2.2 步行周期測量

        5.2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器各時刻腳踏板位姿

        5.2.4 下肢各關(guān)節(jié)角度的測量

        5.2.5 承載能力實驗

    5.3 本章小結(jié)

結(jié)論

參考文獻

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果

致謝

 

參考文獻

 

期刊論文

 

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[3]下肢康復(fù)助行機構(gòu)本體設(shè)計及運動學(xué)分析[J]. 薛淵,呂廣明.  機械設(shè)計與制造. 2006(05)

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[6]康復(fù)機器人研究進展[J]. 張付祥,付宜利,王樹國.  河北工業(yè)科技. 2005(02)

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[10]中風(fēng)后遺癥治療體會[J]. 劉向哲.  中國醫(yī)藥學(xué)報. 2004(03)