基于3-RUPUR-RU結(jié)構(gòu)的踝關(guān)節(jié)康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人的研究.pdf

1、踝關(guān)節(jié)既是負(fù)重關(guān)節(jié)，又是人體與地面接觸的樞紐。踝關(guān)節(jié)損傷是一種常見(jiàn)骨關(guān)節(jié)損傷，如果得不到良好的康復(fù)治療，會(huì)留下各種后遺癥，影響人們的生活質(zhì)量。目前，用于踝關(guān)節(jié)康復(fù)的產(chǎn)品多為功能單一的器械，使用不當(dāng)易造成踝關(guān)節(jié)的再次損傷。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了利用機(jī)器人技術(shù)對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷康復(fù)治療的研究。本文開(kāi)展的研究工作主要有以下幾個(gè)方面： 一、在對(duì)踝關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)、損傷機(jī)理和運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了深入的探討和研究的基礎(chǔ)上，提出了踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的基本要求。結(jié)合

2、踝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，描述了用于踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的四種訓(xùn)練模式的康復(fù)機(jī)理。經(jīng)對(duì)各種并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較、分析和研究，提出了一種3-RUPUR/RU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型運(yùn)用于踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練。 二、用一種簡(jiǎn)單的幾何法對(duì)3-RUPUR/RU 型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的反解進(jìn)行了求解，并用數(shù)值法得到了一組正解。另外，在推導(dǎo)出速度雅可比矩陣的基礎(chǔ)上，求出了力矩雅可比矩陣的解析表達(dá)式，為后續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選取及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 三、根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用

3、UG 軟件建立了3-RUPUR/RU 踝關(guān)節(jié)康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人的實(shí)體模型，并在ADAMS 軟件中進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，避免了繁瑣復(fù)雜的公式推導(dǎo)，分析過(guò)程直觀形象，結(jié)果準(zhǔn)確，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性與合理性。 四、完成了3-RUPUR/RU 踝關(guān)節(jié)康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)確定。確定驅(qū)動(dòng)桿與機(jī)器人兩平臺(tái)間采用RU 組合鉸鏈連接的形式，并完成了Hook 鉸的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了采用分裝式電機(jī)連接的絲杠副結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)緊湊美觀，對(duì)稱(chēng)性好，慣性小，