机械网-康复医疗机器人设计(CAXA二维图+PROE三维造型)(精品)☆--机械机电

发布时间：2021-10-21 01:01:02 阅读：次来源：酚醛泡沫板厂家

摘要

本文研究的是1种用于辅助脑卒中和脊椎损伤患者恢复下肢步行能力的康复医疗机器人。传统的康复医疗方式局限于理疗师个人的经验和能力，而这类机器人是把下肢外骨骼技术应用于康复训练当中，可以将理疗师从沉重的训练任务中解放出来，还可以客观记录训练进程中患者的训练数据，供理疗师分析评价医治效果；机器人所记录下的详细数据，还可使理疗师能够深入了解中枢神经康复的规律。

本文首先对人体下肢肌肉骨骼运动机理和脑卒中和脊椎损伤患者下肢康复方法进行研究，明确了采取机器人的康复目标，并为拟人化的机械结构设计打下基础。然后通过拉格朗日动力学方程建立人体步行的动力学模型，利用Matlab对动力学模型进行了计算，为控制策略的制定做了准备，并且为后续ADAMS的仿真分析打下理论基础。

接着依照人机工程学和拟人化的原则怎么样才能皮肤白癜风的白斑，采取机电驱动的方式，设计出机器人的机械结构。并基于3维参数化软件pro／E建立外骨骼下肢康复机器人的实体模型，在动力学仿真ADAMS中进行仿真。

在上述研究的基础上开发出1套下肢外骨骼康复机器人的原型实验系统，包括机械结构的加工和组装、和控制系统的具体实现。通过实验研究皮肤白斑的饮食注意有哪些，该系统能够很好的完成对患者下肢的被动训练任务，为今后展开进1步深入研究打下基础。

关键词:外骨骼，下肢康复训练，机器人，机电驱动，拉格朗日动力学方程，动力学仿真

Abstract

ABSTRACT

Inthisresearch,wefocusedondevelopingarehabilitationrobotforrehabilitationoflocomotioninstrokeandspinalcord-injured(SCI)individuals．Inthetraditionalwayoftraining，thelegmovementofthepatienthastobeassistedbythephysiotherapist．Thephysicalcapabilityandtheindividualexperienceofthetherapistusuallylimitsthistypeoftraining．Inthispaper,wecombinedtheexoskeletontechnologyandtherehabilitationtrainingtodeveloparobotforhelpingthephysiotherapistsdisengagefromtheheavytrainingwork．Thisrobotalsocallautomaticallyrecordthetrainingdata,whichcallbeusedtoanalyzeandevaluatethetherapeuticeffectintrainingprocessbyphysiotherapists．

ThispaperfirstlyintroducedthemechanismofhumanlowerextremitymusculoskeletalmovementandtherehabilitationtrainingmethodsofthestrokeandSCIpatientsfordesignofmechanicalstructureoftherobot．

BasedontheLagrangekineticequationwebuiltadynamicmodelofBipedalWalkingfordevelopingthecontrolstrategiesoftherobot．Thenwedesignedthemechanicalstructureoftherobotandusedthethree—dimensionalparametersoftwarepro／Etosetupthemodeloftherobot．Finallywiththeinterfacebetweenpro／Eand

ADAMSsoftware．weinputtedtheroboticsprototypeintoADAMStododynamicsimulation．

Inaddition，acontrolstrategyoftherobotWasexplored,andtheprototypeoftheexperimentalsystemwasdevelopedtoverifyourtheoreticaloutcomesand

furtherexperimentswillbeperformedonit．

Keywords：Exoskeleton，Lowerlimbrehabilitationtraining，Robot，MotorDriver,Lagrangekineticequation，DynamicSimulation

本文研究内容

具体来讲，本文所触及到的研究内容主要从以下几个方面分别展开：

首先，对人体下肢康复机理及脑卒中和脊椎损伤患者康复方法进行研究。基于人机1体化的思想，设计出适用于患者下肢康复的外骨骼机器人，其中1个重要的原则就是要尽量摹拟理疗师正确的康复训练的动作以到达最好的康复目的。所以在进行康复机器人设计之前要对患者下肢运动机理，康复方法进行研究。

其次，建立人体步行的动力学模型。为外骨骼康复机器人的控制策略的研究提供基础，并为结构设计以后的全部机械系统的动力学仿真提供理论基础。

再次，外骨骼机器人的杌械结构设计。由于机械结构的设计是全部外骨骼系统开发进程中的第1步，也是极为重要的1步，由于结构设计的好坏将直接影响到全部系统终究功能的实现程度白癜风患者能吃点栗子吗。因此，在结构设计进程中，包括关节机构的设计和驱动器选择布置设计等工作，都要斟酌理疗师康复训练的动作，最大可能地摹拟患者真实下肢功能，从而才能最大程度地利用机器人来实现对患者的康复训练的目的。

最后，外骨骼的原型系统实现。包括机械结构的加工和组装、人机调和控制方式的初步实现，为进1步的实验研究创造了条件，并积累相干经验，为产品的产业化创造良好的条件。

目录35000字

摘要4

AbstractII

第1章绪论1

1.1课题背景1

1.2国内外研究进展3

1.2.1国内外康复机器人的研究现状3

1.2.2国内外下肢外骨骼的研究现状6

1.3下肢外骨骼康复机器人技术难点分析9

1.4本文研究内容10

第2章瘫痪患者下肢运动及康复研究11

2.1引言11

2.2脑卒中瘫痪患者下肢运动机理的研究11

2.2.1下支解剖学12

2.3脑卒中及脊椎损伤患者的下肢康复方法19

2.3.1脑卒中的康复评定及医治方法19

2.3.2脊椎损伤的康复评定及医治方法21

第3章人体步行的动力学模型的建立22

3.1引言22

3.2动力学模型建立的理论基础22

3.2.1动力学分析方法及其比较22

3.2.2分析力学基础及拉格朗日方程23

3.3人体步行动力学模型的建立25

3.4人体步行动力学模型的仿真33

3.4.1相干人体参数的肯定33

3.4.2模型输入参数的肯定33

3.4.3模型的输出力矩36

第4章下肢康复机器人机械结构设计37

4.1引言37

4.2整体设计要点37

4.2.1关节设计和自由度分配40

4.2.2身材兼容性的斟酌40

4.3驱动部份设计43

4.3.1驱动器的定位43

4.3.2驱动器的行程的肯定45

4.3.3驱动器驱动方式的选择和实现46

4.3.4机电选择及计算46

4.4其他零部件设计47

4.4.1齿轮设计47

4.4.2蜗轮蜗杆49

4.4.3底座参数计算：50

结论52

参考文献53

外文翻译55

致谢76

附录177

附录286