下肢外骨骼助力机器人的机构设计与运动规划

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当今社会,越来越多的人重视人体肢体运动功能障碍,主要分为上肢和下肢的障碍,对于下肢运动功能障碍的患者来说,受伤肢体的感觉、运动功能如果暂时丧失,及时治疗便可得到有效的康复,但是由于缺乏必要的康复知识,患者可能永久丧失感觉和运动功能,在这样的背景下,就需要一款自动化康复设备来辅助人体完成康复训练和恢复。自上个世纪九十年代初,机器人技术不断应用到脑卒中患者的康复训练中,许多机构进而纷纷研发出各种用于下肢康复或者关节康复的康复机器人。机器人辅助运动康复训练相较于传统康复训练的意义在于,不仅可将治疗人员从医生患者一对一繁重的治疗过程中解放出来,而且通过输入定量运动,为患者提供更为良好的康复训练方法,改善训练效果方面具有巨大的潜力和优越性,而且可为运动康复机理的研究提供平台。本文根据此类项目的研究现状及面临的功能需求,参考了国内外同类设备,以及分析了人体生物力学性能之后,初步设计了基本机构,并运用Solid Works软件对所构想的结构进行了三维建模,在完成结构细化和关键部分校核之后,加工出整套零件并完成装配调试,并对机构的运动学动力学进行了分析计算,为了使之能稳定合理的运行,对其进行步态轨迹规划也是本文的重点之一,运用数值方法规划出合理路径,最后,为了验证所规划的轨迹以及稳定性原理,进行测试实验来验证效果,并取得了理想的结论。
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