踝關(guān)節(jié)康復(fù)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、作為一種輔助康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品，踝關(guān)節(jié)康復(fù)器意在恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，用來對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練、護(hù)理、強(qiáng)度訓(xùn)練。現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)踝關(guān)節(jié)的護(hù)理要求越來越迫切，開展對(duì)踝關(guān)節(jié)康復(fù)器的研究，具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，不僅對(duì)提高人民生活水平有幫助，也符合我國“十二五”規(guī)劃關(guān)于服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的要求。
　　本文設(shè)計(jì)了一種串聯(lián)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)器，并進(jìn)行相關(guān)分析。在對(duì)踝關(guān)節(jié)康復(fù)器相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究基礎(chǔ)上，結(jié)合已有技術(shù)，確定踝關(guān)節(jié)康復(fù)器的

2、機(jī)械結(jié)構(gòu)方案。對(duì)康復(fù)器進(jìn)行CAE分析及動(dòng)力學(xué)分析仿真，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，依照人機(jī)工程學(xué)原理，研究踝關(guān)節(jié)在不同測量狀態(tài)、不同位姿狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)角度，研究人體踝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及動(dòng)作規(guī)律，明確了踝關(guān)節(jié)康復(fù)器的功能要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)。將踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解成三部分，確定串聯(lián)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)器設(shè)計(jì)思路，用三維軟件Pro/E對(duì)三部分模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　其次，在總體結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上，結(jié)合踝關(guān)節(jié)康復(fù)器的工況，對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了

3、靜力學(xué)分析，并進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，明確其固有頻率及各階振型，為以后利用振動(dòng)提高康復(fù)效果提供依據(jù)。
　　另外，通過歐拉角旋轉(zhuǎn)的方式建運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，根據(jù)正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型求解出腳尖投影點(diǎn)的工作空間。采用MATLAB/SimMechanics模塊搭建物理模型，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。建立所選電機(jī)的模型，對(duì)踝關(guān)節(jié)康復(fù)器進(jìn)行可視化物理仿真。進(jìn)行了踝關(guān)節(jié)康復(fù)器模型單自由度雙閉環(huán)的伺服控制仿真