康復(fù)訓(xùn)練器作為醫(yī)療機(jī)器人的一個(gè)重要分支，已經(jīng)成為了國(guó)際機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，其研究有著重要意義。本課題所設(shè)計(jì)的被動(dòng)式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器是一種新型的康復(fù)醫(yī)療設(shè)備，主要是針對(duì)偏癱、下肢有運(yùn)動(dòng)障礙的病人而專門研制的，突出對(duì)腳踝關(guān)節(jié)步態(tài)的康復(fù)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)治療目的。課題主要研究?jī)?nèi)容如下：根據(jù)人體在正常行走時(shí)的步態(tài)理論的研究，分析訓(xùn)練器的理論機(jī)構(gòu)模型，并通過(guò)ADAMS軟件建立其理論模型，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械仿真及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，從而得出機(jī)構(gòu)模擬的腳踏板步態(tài)軌跡、腳步位姿等數(shù)據(jù)。分析所的仿真數(shù)據(jù)，通過(guò)ADAMS軟件對(duì)訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)模型反復(fù)的試驗(yàn)仿真，找到適合下肢病人使用的機(jī)構(gòu)模型。步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器采用Pro／e軟件進(jìn)行三維機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體步態(tài)軌跡與腳步位姿的模擬，并且通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成對(duì)訓(xùn)練時(shí)間、訓(xùn)練次數(shù)進(jìn)行顯示的控制板設(shè)計(jì)，采用直流無(wú)刷電機(jī)對(duì)其驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)速度可調(diào)，以適應(yīng)不同癥狀的下肢病人。此外，利用測(cè)力鞋墊和關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置對(duì)人在康復(fù)訓(xùn)練器的訓(xùn)練進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)量出人在被動(dòng)行走時(shí)的腳底壓力值和關(guān)節(jié)角度值，分析訓(xùn)練器帶動(dòng)人行走時(shí)的步態(tài)和下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特征，討論其設(shè)計(jì)的合理性。 

 

哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

 

頁(yè)數(shù)：82

 

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 

 

文章目錄

摘要

Abstract

第1章 緒論

    1.1 引言

    1.2 康復(fù)機(jī)器人技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀

    1.3 課題來(lái)源及主要工作

        1.3.1 課題來(lái)源與研究意義

        1.3.2 課題的主要研究工作

第2章 步態(tài)康復(fù)原理及訓(xùn)練器工作原理

    2.1 引言

    2.2 步態(tài)康復(fù)原理

        2.2.1 康復(fù)訓(xùn)練器主動(dòng)式與被動(dòng)式的區(qū)別

        2.2.2 下肢步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的理論依據(jù)

        2.2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器步態(tài)軌跡依據(jù)

    2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的工作原理

    2.4 本章小結(jié)

第3章 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

    3.1 引言

    3.2 ADAMS 軟件介紹及建模方法

        3.2.1 ADAMS 軟件介紹

        3.2.2 ADAMS 建模步驟

        3.2.3 ADAMS 軟件模型功能

    3.3 被動(dòng)式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)模型的建立

        3.3.1 建立被動(dòng)式步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器模型的目的

        3.3.2 模型的建立

    3.4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

        3.4.1 腳踏板步態(tài)軌跡的產(chǎn)生

        3.4.2 搖桿尺寸變化對(duì)步態(tài)軌跡的影響

        3.4.3 曲柄尺寸變化對(duì)步態(tài)軌跡的影響

        3.4.4 連桿尺寸變化對(duì)步態(tài)軌跡的影響

        3.4.5 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的步態(tài)軌跡

    3.5 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

        3.5.1 滑塊機(jī)構(gòu)模型建立

        3.5.2 滑塊機(jī)構(gòu)姿態(tài)仿真

        3.5.3 腳踏板運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

    3.6 本章小結(jié)

第4章 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器樣機(jī)研制

    4.1 引言

    4.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)要求及總體方案

        4.2.1 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器設(shè)計(jì)要求

        4.2.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的總體方案

    4.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        4.3.1 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器的主體設(shè)計(jì)

        4.3.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

        4.3.3 機(jī)構(gòu)各連接關(guān)節(jié)

        4.3.4 腳踏板位姿實(shí)現(xiàn)

    4.4 控制系統(tǒng)的研制

        4.4.1 控制系統(tǒng)總體方案

        4.4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用

    4.5 本章小結(jié)

第5章 實(shí)驗(yàn)

    5.1 引言

    5.2 實(shí)驗(yàn)研究

        5.2.1 速度測(cè)試

        5.2.2 步行周期測(cè)量

        5.2.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器各時(shí)刻腳踏板位姿

        5.2.4 下肢各關(guān)節(jié)角度的測(cè)量

        5.2.5 承載能力實(shí)驗(yàn)

    5.3 本章小結(jié)

結(jié)論

參考文獻(xiàn)

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果

致謝

 

參考文獻(xiàn)

 

期刊論文

 

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[2]AT89C51單片機(jī)雙機(jī)并行通訊設(shè)計(jì)[J]. 孫錦歆,紀(jì)春明.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2006(26)

[3]下肢康復(fù)助行機(jī)構(gòu)本體設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 薛淵,呂廣明.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2006(05)

[4]基于組件的虛擬原型下的多體動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]. 王颋,丁國(guó)富,張衛(wèi)華,閆開(kāi)印,許明恒.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2006(03)

[5]下肢康復(fù)助行機(jī)構(gòu)及其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 薛淵,呂廣明,孫立寧.  液壓與氣動(dòng). 2006(01)

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[8]機(jī)器人輔助神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練的研究進(jìn)展[J]. 畢勝,季林紅,紀(jì)樹榮.  中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2004(12)

[9]康復(fù)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 呂廣明,孫立寧,彭龍剛.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(09)

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