本文關(guān)鍵詞： 康復(fù)訓(xùn)練器 踏板式 跖骨 步態(tài)規(guī)律　出處：《哈爾濱工程大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：康復(fù)機(jī)器人因其快速的發(fā)展，在近年來已得國際康復(fù)領(lǐng)域的重視，成為研究熱點。步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器可以幫助下肢運動機(jī)能障礙的患者進(jìn)行恢復(fù)肢體運動功能的康復(fù)訓(xùn)練，具有廣泛的研究價值和市場前景。本文研究的踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器是一種帶有跖趾關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練和減重康復(fù)訓(xùn)練功能，幫助患者恢復(fù)下肢行走和運動能力的健身器械，能夠幫助截癱、下肢有運動障礙的患者進(jìn)行下肢康復(fù)訓(xùn)練，也更具有實際應(yīng)用意義。 本文首先在人體正常行走時的步態(tài)理論的基礎(chǔ)上，對人類足部的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、尺寸和人類步態(tài)運動的特性規(guī)律進(jìn)行了分析，為設(shè)計踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的步態(tài)軌跡模擬康復(fù)機(jī)構(gòu)和足驅(qū)動機(jī)構(gòu)的提供了參考數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。根據(jù)人體步態(tài)軌跡測量實驗的實驗數(shù)據(jù)，確定了個康復(fù)機(jī)構(gòu)的工作空間，完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體方案。 其次，確定踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)，并繪制了產(chǎn)品樣機(jī)工程。訓(xùn)練器機(jī)械結(jié)構(gòu)部分由步態(tài)軌跡模擬康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)、足驅(qū)動機(jī)構(gòu)和減重康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)組成。利用Pro/E三維設(shè)計軟件進(jìn)行了三維建模，通過二維圖紙對其具體機(jī)構(gòu)連接模塊進(jìn)行了分析及說明。 再次，，本文對踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器進(jìn)行了桿件拆分，編制了相應(yīng)的MATLAB的M函數(shù)，利用MATLAB的Simulink對桿件機(jī)構(gòu)建模進(jìn)行矩陣運算并加以仿真，得到了踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器腳踏板和趾骨部位的彎曲曲線，符合人在平地行走的步態(tài)軌跡、跖骨關(guān)節(jié)彎曲角度規(guī)律及踝關(guān)節(jié)的彎曲角度規(guī)律。 最后，采用New-Euler法推導(dǎo)了踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的動力學(xué)、運動約束方程，用以構(gòu)造訓(xùn)練器的約束矩陣。確定了踏板式步態(tài)訓(xùn)練器的控制方案，完成了對踏板式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的控制系統(tǒng)研究，控制系統(tǒng)組成及傳感器信號采集電路的制作。
[Abstract]:Rehabilitation robot has been paid more and more attention in the international rehabilitation field in recent years because of its rapid development. Gait rehabilitation training device can help patients with lower extremity motor dysfunction to recover limb motor function. The pedal gait rehabilitation training device studied in this paper is a kind of rehabilitation training function with metatarsophalangeal joint and weight loss. The fitness equipment which can help the patients to recover the walking and movement ability of lower limbs can help the patients with paraplegia and lower extremity dyskinesia to carry on the lower extremity rehabilitation training which also has the practical application significance. Based on the gait theory of human normal walking, this paper analyzes the joint structure, dimensions and the characteristics of human gait movement. It provides reference data and theoretical basis for the design of gait track simulation mechanism and foot driving mechanism of pedal gait rehabilitation training device. According to the experimental data of human gait trajectory measurement experiment. The working space of a rehabilitation institution is determined and the overall scheme of mechanical structure is completed. Secondly, the overall structure of the pedal gait rehabilitation training device is determined, and the prototype project is drawn. The mechanical structure of the trainer is simulated by the gait track. The foot drive mechanism and the body weight loss rehabilitation training organization are composed. The 3D modeling is carried out by using Pro/E 3D design software, and the connection module of the specific mechanism is analyzed and explained by the two-dimensional drawing. Thirdly, the pedal gait rehabilitation training device is split and the corresponding M function of MATLAB is compiled. The bending curves of pedals and phalanx of pedal gait rehabilitation training device were obtained by using Simulink of MATLAB to calculate and simulate the modeling of the bar mechanism. It accords with the gait track of walking on flat ground, the law of metatarsal joint bending angle and the law of ankle joint bending angle. Finally, the dynamics and motion constraint equations of pedal gait rehabilitation trainer are derived by New-Euler method. The control scheme of pedal gait trainer is determined, and the control system of pedal gait rehabilitation trainer is studied. The composition of the control system and the fabrication of the sensor signal acquisition circuit.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH789

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1472364