针对康复训练患者和治疗医师需求,提出一种新型下肢康复机器人,并对其进行被动式控制系统设计。使用Solidworks建立三维模型,制造样机并进行控制系统设计。建立运动学模型,并且对下肢康复机器人进行运动分析,结合CGA临床步态数据和RLA人体下肢步态,进行下肢康复机器人的运动轨迹规划。采用PID控制方法对运动轨迹进行跟踪控制,运用Simulink进行模拟仿真。设计基于位置阻抗的控制策略,使实际位置跟踪目标位置,以达到人机运动协调的目的。搭建控制系统平台,并且对样机进行周期步态速度检验和轨迹跟踪检验。

针对由脑卒中造成上肢运动功能障碍的偏瘫患者康复训练的问题,设计了一种肩关节全驱动式5自由度上肢外骨骼康复机器人。基于人机工程学与康复医学原理,确定上肢自由度和各关节的运动范围,并设计了上肢康复机器人结构;建立上肢康复机器人的运动学和动力学模型,推导了运动学和动力学方程;对所设计的上肢康复机器人进行仿真分析和工作空间分析,并对比分析了肩关节内收/外展两种运动形式。结果表明,设计的康复机器人关节运动平稳,转矩波动较小,对手臂无过大冲击,进行肩关节内收/外展的运动时间减小。验证了上肢康复机器人设计的合理性和康复过程的便捷性。

对于患有脑瘫偏瘫类疾病的婴幼儿,考虑到传统运动疗法效率低、治疗效果不明显等问题,设计了一种辅助脑瘫儿童进行规范爬行训练的爬行架,介绍了其结构组成。将可变长度摇杆的连杆机构与爬行训练机构相结合,对爬行训练机构进行运动学分析,基于Matlab软件规划患儿训练过程中手臂与膝部的运动轨迹,摇杆长度的变化改变了训练过程中手膝步距的大小,可适应患儿不同强度的康复训练需求,具有实际的应用价值。

对研发的康复训练机器人髋关节机构进行了建模分析,探讨机构的振动特性,对后续设置相关机构的工作频率和和对振动主动控制提供了理论依据。方法 以康复机器人对患者进行被动节律性训练为工作状态,建立振动力学模型和动力学方程,对康复机器人髋关节机构的运动特点和振动性能进行理论分析,通过仿真曲线展示了幅值和相位差的变化特点。结果 康复训练机器人髋关节机构的固有频率与接触部件的等效质量等参数有关。当阻尼大于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率上升而下降,不会发生共振;当阻尼小于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率增加先上升后下降,存在共振现象,阻尼的存在将显著降低位移振幅。结论 在小阻尼情况下髋关节机构才会发生共振,当利用机器人髋关节机构的振动进行振动康复治疗时,应该尽量降低阻尼,并使得工作...

针对现有上肢康复机器人具有惯性冲击大易造成患者二次伤害的问题,采用混联机构形式,设计一种绳牵引式上肢康复机器人的新构型。为保障该康复机器人的安全性和稳定性,采用ANSYSWorkbench对上肢康复机器人结构进行静强度分析与模态分析,并应用多目标遗传算法对支撑机架进行了轻量化优化设计。分析结果表明,相比较优化前,支撑机架总质量减少了48%,同时得到优化后整体机架的固有特性,为后期控制策略做准备。

为帮助下肢功能障碍患者完成步行康复训练,设计了一种足底驱动式辅助步行训练的机器人机构。根据正常步行时下肢踝、膝关节姿态变化规律,对踝关节姿态约束机构和辅助屈膝机构进行了尺度综合优化,确定了机构的最佳尺寸参数。依据足底转角规律和范围综合,确定了踝关节姿态约束机构的曲线约束导轨ζ的轨迹,分析约束导轨倾斜角度和踏板长度对踝关节转角范围的影响;设计了膝关节辅助屈膝机构帮助训练时患肢实现膝关节屈曲动作,分析并确定机构尺度对辅助屈膝动作的影响。并利用Matlab工具箱建立机构的仿真模型,通过仿真分析验证机构尺度综合优化的合理性和机构设计的可行性。

针对上肢康复训练需求,设计一种采用二连杆串联结构的2自由度手臂康复机器人。基于D-H法对机器人的正、逆运动学进行理论分析,采用Matlab/Simulink和SimMechanics工具箱分别搭建机器人的正逆运动学理论模型与机构模型进行仿真对比,分析结果验证了机器人运动学建模的正确性。结合人体工程学相关标准和手臂关节运动范围要求,建立机器人与手臂机构的联合仿真模型,确定机器人的工作空间;并完成机器人进行画圆训练的轨迹规划,为机器人运动控制奠定了基础。基于联立约束法建立机器人的动力学模型,确定了机器人各关节驱动力矩大小,为驱动电机选取和控制器参数选择提供了依据。

根据人体踝关节的运动生理特点和并联机构的特点,以单开链为单元,基于方位特征集理论,对三转动并联机构进行了型综合;结合踝关节的特点,优选出了一种能辅助实现人体踝关节运动的三转动并联机构,并对其进行了运动学分析。基于建立的逆解方程,利用Matlab进行数据求解,最后将所得数据作为驱动函数在Adams中对机构进行仿真分析,仿真结果验证了该并联机构的应用可行性,同时为后续的机构尺寸优化设计提供了理论基础。

随着脑卒中患者的增加 康复机器人成为患者康复训练的主要途径 其比康复师更加适合重复运动训练.康复机器人可有效降低康复治疗师的工作压力.主动训练作为康复机器人的主要特点 比简单的被动训练更加有效.介绍了上肢康复机器人2自由度主动训练控制方法 实现了患者肩关节和肘关节的康复训练.基于阻抗控制建立了康复机器人控制器 并将主动训练与虚拟现实相结合 可控制实际反作用力和目标反作用力的平均误差X轴为1.41×0.79 N Y轴为1.22×0.91N.

瘫痪病人数量日益增多，且康复训练周期较长，康复器械的使用可较大程度的提高康复训练效率，节约康复治疗资源。目前我国尚无可提供四肢联合运动的康复器械，对此，该文设计了手臂与腿联合运动的康复机器人，该机器人可使患者在四肢联合运动过程中得到康复锻炼。文中对该机器人的结构进行了设计，并利用solidworks软件进行三维模型的建立。该康复机器人的设计为患者提供了有效的康复治疗方法，提高了康复训练效率。