1、下肢康复机器人的设计与研究12随着科学技术的发展,肢体康复机器人技术作为机器人技术的一种,得到了迅速的发展。下肢康复机器人能够辅助下肢运动功能障碍患者模拟正常人的步态规律作康复训练运动,从而锻炼患者下肢肌肉,恢复神经系统对行走功能的控制能力以及患者正常走路机能。对脚踏式下肢康复机器人工作空间进行了分析,提出了脚踏式下肢康复机器人的总体方案,介绍机器人控制系统。 运用绘图软件对机器人主体结构进行构件设计,阐述了机器人工作原理。分析现有的下肢康复机器人技术特点,阐明了本脚踏式下肢康复机器人的技术优点。根据机械设计和机械原理基础知识为整个下肢康复机器人结构设计提供了理论依据。341. 康复理论康复机
2、器人是一种特殊的机器人,它的受用对象的病人,所以在进行下肢康复机器人研究时必须了解康复医学知识,懂得运动康复机理。本文对下肢康复机器人治疗原理进行了分析。2. 机器人总体设计根据脚踏式下肢康复机器人的工作空间以及模拟正常人步态轨迹研究和设计了机器人总体结构。3.机器人机械结构设计5建立了机器人主体机构模型并说明其工作原理及其创新点,同时对机器人主要零部件、主要连接机构、主要传动进行了说明。4.机器人控制系统研制分析了康复控制策略,确立了集中控制的控制方式,完成了总体控制平台的搭 。2.1下肢 模型结构6人体下肢运动关节主要包括髋关节、膝关节、踝关节,各关节运动关系如图所示, 个主 运动特 的
3、知, 的 运动为 运动。对下肢 运动特 分析, 以 下肢的 体模 。2.2步 分析态7一个步态周期包括支撑期和摆动期,一侧 期 支撑, 期 摆动期。支撑期 一个步态周期的60%,摆动期 一个步态周期的40%,其中 侧肢体支撑期 40%, 侧肢体支撑期 20%。2.3下肢康 机器人 体复 总 设计82.2下肢康复机器人总体设计 下肢康复机器人 助下肢运动障碍患者进行运动机能恢复 训练, 能模拟正常人, 患者下肢的运动功能得到锻炼和恢复。,下肢康复机器人 有 理的结构, 机器人空间设计 。,下肢康复机器人 有够的 。结构,患者的下肢运动空间currency1能与“机构的运动空间发,fi运动机构currency1能对对患者下肢fl 的“力。,下肢康复机器人 设, ” ” ,以患者的康复训练。2.4下肢康 机器人的性能指复 1.能力 到85kg;2. 1平3.能康复下肢 , 有6 F=3n(2PL +Ph ) n: 动构件 ,PL Ph: 4.能 模拟正常人行走步态 和脚步 ;5.能进行主 动训练6. 有 动 ;7. 训练 到60次/ 分 ;8.训练器工作fi ”明动