基于人類工效學的下肢助行外骨骼的設計.pdf

1、我國老年人的人數(shù)越來越多，關于老年人的問題引起了越來越多人的重視，幫助老年人和殘疾人行走以及協(xié)助矯正步態(tài)異常的人群矯正步態(tài)是本文設計下肢助行外骨骼的主要目的。由于下肢助行外骨骼直接作用于穿戴者的下肢，所以他的舒適性和安全性的設計合理與否直接影響到下肢助行外骨骼的成敗。人類工效學是一門研究人類和所處環(huán)境之間的關系的學科，人類工效學工作者就是利用原理、方法和數(shù)據(jù)來設計使得“人類感覺舒適、幸?！焙汀跋到y(tǒng)完成所有任務”兩者之間達到最優(yōu)化關系，所

2、以本文將人類工效學的相關知識，融入下肢助行外骨骼的機械機構設計中。本文的主要工作有以下幾點：
　　研究國人的體形尺寸和下肢運動范圍，物理人機交互的相關知識以及膝關節(jié)運動的簡化模型，為下肢助行外骨骼的體型匹配設計和綁縛設計以及安全性設計供理論基礎，并且為下肢助行外骨骼的膝關節(jié)運動匹配提供支持。
　　下肢助行外骨骼的結構設計，主要包含體形匹配設計，人機交互設計和安全性設計。體型匹配設計要求下肢助行外骨骼能夠根據(jù)穿戴者的體型尺寸進

3、行調節(jié)；物理人機交互主要是指綁縛設計，包含綁縛位置和綁縛材料的選擇；安全性設計包括代表下肢助行外骨骼本身安全的機械限位設計，幫助穿戴者支撐以達到平衡的拐杖設計和協(xié)助行走訓練的訓練支架設計。
　　多軸假肢膝關節(jié)可以用來解決下肢助行外骨骼的膝關節(jié)與人體下肢膝關節(jié)的關節(jié)錯位問題，但是它沒有考慮到使用者的個體差異，為了彌補這一缺點本文通過實驗的方式獲得不同個體的下肢運動數(shù)據(jù)，根據(jù)單側算法計算個體的膝關節(jié)瞬心曲線，從而為可調仿生膝關節(jié)的設計