线驱动下肢康复助力机器人设计及实验研究

发布时间：2023-05-25 02:36

　　随着国民生活水平的不断提高,人们越来越关注脑卒中这一威胁健康的高发型疾病。脑卒中患者在获得最初的治疗后,需要长时间进康复训练,才能恢复下肢功能,重获行走能力。这需要医师和病人付出大量时间和精力来完成康复训练。在此背景下,下肢康复机器人应运而生。下肢康复助力机器人是机器人技术与康复医疗技术结合的产物,属于医疗机器人。将机器人技术应用于康复领域,可以帮助病人和医师解决下肢康复过程中,劳动强度大、康复动作不规范、康复医师数量不足、康复过程评估困难等问题。本文总结了国内外下肢康复机器人的特点,设计了一种全新的下肢康复助力机器人。人体肌肉是运动的主要驱动部分,通过研究人体的肌肉作用方式,探究了仿生的的驱动传动形式,设计了电机和鲍登线组合的驱动传动方式。通过对人体骨骼肌肉解剖学的学习,为下肢机器人设计了舒适的人机交互结构,以减轻机器人对人体负面影响。根据人下肢的步态参数,对人体的下肢进行了运动学分析计算,明确了下肢机器人要完成的动作和完成这些动作的方法。传感器技术是机器人技术的重要组成部分。下肢机器人需要传感器采集使用者的实时步态参数,以进一步判断人的运动状态和所需康复助力。本文选择了合适的传感器...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 下肢康复助力机器人的介绍
    1.3 下肢机器人国内外研究现状
        1.3.1 下肢机器人国外研究现状
        1.3.2 下肢机器人国内研究现状
    1.4 研究意义与内容
第2章 驱动传动设计与传感器选型
    2.1 肌拉力线及关节力矩
    2.2 驱动传动方式
        2.2.1 驱动传动方式设计
        2.2.2 电机和减速器选型
        2.2.3 鲍登线刚度辨识
    2.3 传感器选型
        2.3.1 IMU的选型与步态识别
        2.3.2 拉力传感器的标定
    2.4 本章小结
第3章 人体下肢结构与运动学分析
    3.1 人体下肢解剖学
        3.1.1 人体解剖学姿势
        3.1.2 人体下肢的骨骼结构
        3.1.3 人体下肢的肌肉结构
    3.2 人下肢步行时特征参数
    3.3 人体下肢的运动学分析
        3.3.1 下肢的简化模型
        3.3.2 下肢的运动学正解
        3.3.3 下肢的速度加速度分析
        3.3.4 下肢的运动学逆解
    3.4 本章小结
第4章 下肢康复助力机器人的结构设计
    4.1 实际病人情况
    4.2 结构设计
        4.2.1 自由度的配置
        4.2.2 整体结构设计
    4.3 零件的加工
    4.4 下肢康复助力机器人装配
    4.5 机器人硬件系统搭建
    4.6 本章小结
第5章 下肢康复助力机器人实验
    5.1 下肢机器人穿戴实验
    5.2 步行生物力学干扰实验
    5.3 下肢机器人康复助力实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3822770