【摘 要】
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当前我国脊髓损伤和脑卒中患者日益增多,需要尽早开展运动功能训练以提高其康复效率和质量。医疗康复机器人不仅能够代替医师完成规划的康复训练任务,有效提升患者康复综合效果,还能对康复训练进展进行记录和评估,为康复方案的完善提供数据支撑。本文提出一种端部牵引式下肢康复机器人,模块化设计使其广泛适用于脊髓损伤患者和偏瘫患者的多位姿下肢康复需求。首先,在国内外典型的下肢康复机器人调研的基础上,基于人体尺寸数据
【基金项目】
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国家重点研发计划智能机器人专项“脊髓损伤康复机器人研制与应用示范”（项目编号:2019YFB1312500）；
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当前我国脊髓损伤和脑卒中患者日益增多,需要尽早开展运动功能训练以提高其康复效率和质量。医疗康复机器人不仅能够代替医师完成规划的康复训练任务,有效提升患者康复综合效果,还能对康复训练进展进行记录和评估,为康复方案的完善提供数据支撑。本文提出一种端部牵引式下肢康复机器人,模块化设计使其广泛适用于脊髓损伤患者和偏瘫患者的多位姿下肢康复需求。首先,在国内外典型的下肢康复机器人调研的基础上,基于人体尺寸数据和患者人群的需求,确定下肢康复机器人虚拟样机的整体构型,进而对康复机器人的康复训练机构、端部快换结构及踝关节外置可调限位功能进行设计。其次,对康复机器人的运动性能进行分析,通过复数矢量法和解析几何关系对机构完成运动学正反解的求解,并对人机闭环系统的工作空间进行分析。使用拉格朗日法建立机器人的动力学模型,并通过ADAMS软件进行运动学和动力学仿真验证。再次,对机器人的各子系统进行搭建,对核心非标准件进行强度校核,根据实际的装配精度对零件进行加工,完成下肢康复机器人的物理样机搭建。根据前述仿真计算进行相关电气元器件的选型与采购,完成电气电路系统的连接。最后,根据康复机器人的传感系统,提出相应的训练方法与控制策略。基于实际需求进行上位机操作界面编写,基于量化指标建立康复处方评价模型和康复效果评价模型。最终组织多名实验者进行康复运动实验以验证康复机器人的功能。
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