【摘 要】
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随着老龄化社会的逐步到来,加之因为各种各样的意外事故,我国瘫痪患者的数量逐年增多,对康复机器人的需求快速增长,同时,目前的下肢康复机器人大多只能实现站位或坐位康复训练,不能实现多体位的康复训练。本文针对这一需求,提出了一款坐躺站可收展下肢康复机器人,开展了相关研究。具体工作如下:在调研国内外下肢康复机器人发展现状的基础上,结合项目要求和相关人体参数确定了技术指标,考虑下肢康复机器人的目标使用人群,
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:脊髓损伤康复机器人研制与应用示范;
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随着老龄化社会的逐步到来,加之因为各种各样的意外事故,我国瘫痪患者的数量逐年增多,对康复机器人的需求快速增长,同时,目前的下肢康复机器人大多只能实现站位或坐位康复训练,不能实现多体位的康复训练。本文针对这一需求,提出了一款坐躺站可收展下肢康复机器人,开展了相关研究。具体工作如下:在调研国内外下肢康复机器人发展现状的基础上,结合项目要求和相关人体参数确定了技术指标,考虑下肢康复机器人的目标使用人群,确定了下肢康复机器人的整体构型,将其整体分为坐躺站康复床模块、展腿模块和下肢康复机械腿模块,在方案分析的基础上,进行了各部分的虚拟样机结构设计。在下肢康复机器人虚拟样机相关参数的基础上,简化机构模型,对下肢康复机械腿模块、坐躺站康复床模块和展腿模块建立了数学模型,分析运动学关系,并求解展腿模块以及康复机械腿模块在躺姿、坐姿和站姿三种姿态下的变工作空间。在下肢康复机器人运动学分析的基础上,对机器人康复床模块的椅背部分和座椅部分和机械腿模块进行了动力学分析,得到了给定运动下各个关节的驱动力大小,针对机械腿模块进行了仿真计算,验证了理论分析的正确性。完成了展腿模块从设计绘图、加工制造到装配的全过程,完成了下肢康复机器人样机的加工、装配与调试,搭建了下肢康复机器人的传感系统和电气控制系统,对基本性能参数进行了实验验证,其可以达到预期设计目标,为下一步机器人的调试工作和控制系统的搭建奠定了基础,为下一代康复机器人的设计改进提供了经验。
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