可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)和步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人技術(shù)研究是近年來(lái)較為熱門的研究領(lǐng)域，是智能機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的新應(yīng)用，其研究融合了機(jī)構(gòu)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、機(jī)器人學(xué)、控制理論以及福祉工程學(xué)等學(xué)科。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，由于國(guó)外的下肢康復(fù)機(jī)器人研究比較發(fā)達(dá)，而國(guó)內(nèi)的康復(fù)工程研究還處于起步階段，因此本課題的研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本課題的研究是在國(guó)家教育部“春暉計(jì)劃”合作科研項(xiàng)目的資助下開(kāi)展的?？纱┐魇较轮祻?fù)機(jī)器人是一種外骨骼機(jī)器人，用于幫助偏癱患者或肢體損傷

2、者恢復(fù)和提高受損的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的活動(dòng)程度。它是固定在人體身上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模仿正常人的步態(tài)，從而帶動(dòng)病人進(jìn)行下肢的康復(fù)訓(xùn)練，使病人能得到正確的科學(xué)的肢體恢復(fù)。本文研究的內(nèi)容主要在以下幾方面：
　　 (1)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景、技術(shù)難點(diǎn)以及人體下肢運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的研究，確定了機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，主要包括：確定機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)類型及其允許活動(dòng)范圍，繼而配置了機(jī)器人關(guān)節(jié)自由度，完成機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，最后運(yùn)用pro

3、e軟件建立機(jī)器人的三維機(jī)械模型。
　　 (2)根據(jù)可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人的實(shí)際結(jié)構(gòu)，結(jié)合機(jī)器人學(xué)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和矩陣?yán)碚摰葘W(xué)科，建立了簡(jiǎn)化的機(jī)器人連桿模型，運(yùn)用D-H法對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析，為后續(xù)的步態(tài)規(guī)劃打下基礎(chǔ)。
　　 (3)在步態(tài)規(guī)劃階段，將可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人的步態(tài)進(jìn)行分解成相應(yīng)的許多小步，并對(duì)每一小步進(jìn)行步態(tài)規(guī)劃。本文將可穿戴式下肢康復(fù)機(jī)器人抽象成一級(jí)倒立擺，建立下肢康復(fù)機(jī)器人數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用倒立擺模