柔索牽引下肢康復機器人機構及訓練模式研究.pdf

1、康復機器人為提高運動性功能障礙患者的生活質量做出了很大的貢獻。下肢康復機器人通過模擬正常人的行走位姿，使下肢患有運動障礙患者獲得了很好的康復效果?；加羞\動性功能障礙疾病患者肌肉和關節(jié)的損傷部位各有不同，而目前市場上下肢康復機器人的構型多以剛性存在，訓練功能多以步態(tài)為主，對患有股內側和臀部深層肌群損傷患者的治療效果并不明顯，因此，研究下肢康復機器人的構型及其關鍵技術具有重要意義。
　　本課題是在國家自然科學基金項目：剛柔混聯(lián)機器人構

2、型及其訓練模式(51405095)；哈爾濱市科技創(chuàng)新人才專項資金：剛柔混聯(lián)下肢康復機器人構型研究(2014RFQXJ037)資助下進行的。主要研究內容如下：
　　分析了人步態(tài)運動不同階段時，下肢肌肉骨骼杠桿模型的功能及肌肉力相互關系。利用D-H法建立了人體下肢正逆運動學模型，分析了內收外展運動中下肢的運動軌跡。進而提出了2R3T內收外展剛柔混聯(lián)機器人機構構型，依此分析了機器人可實現(xiàn)的功能和可控工作空間。考慮到機器人的牽引柔索連接患

3、者，可能造成踝關節(jié)的損傷，在此，專門設計了一種捆綁裝置，由柔索對其進行牽引。
　　通過對內收外展訓練中患者下肢末端與機器人動平臺中心點相對應點的運動軌跡分析，完成了機器人動平臺和機器人剛性支鏈的運動規(guī)劃。在此基礎上結合柔索運動的求解法則，得出了機器人的柔索長度、速度以及加速度的變化規(guī)律。在考慮下肢與綁縛裝置自重的情況下，建立了機器人靜力學平衡方程，對各柔索的受力情況進行了分析。
　　利用LIFEMOD軟件對患有運動性功能障礙