并聯(lián)氣動減重步行助力機器人的開發(fā)與研究.pdf

1、我國正快速步入老齡化社會，亟需開發(fā)新型的面向老年人的步行助力裝置。對于因下肢骨關節(jié)炎而導致的行走困難這一老年人的常見病，減重步行助力被證明是一個行之有效的醫(yī)療康復手段。然而目前市場上還沒有商品化的減重步行助力的機器，國內外對這方面的研究也還不太成熟，因此開展對新型減重步行助力機器的開發(fā)和研究具有十分重要的意義。
　　 本文針對因下肢骨關節(jié)炎而導致行走困難的患者，提出了并聯(lián)氣動減重步行助力機器人的設計構想，并開發(fā)設計了適用于單腿患

2、病情況的減重步行助力機器人試驗樣機和生物力學測力平臺。試驗樣機采用環(huán)繞腿布置的帶有氣缸的并聯(lián)機構，為患者提供步行助力。在控制上，由研制的鞋底體重傳感器測量患者的腳底接地反力，并將腳底接地反力信號由數(shù)據(jù)采集卡采集至控制計算機，再由計算機生成氣缸控制指令，連續(xù)控制并聯(lián)機構中氣缸的輸出力，從而達到按設定比例減重步行助力的目的。試驗樣機的并聯(lián)機構能為患者提供足夠的支撐力，而且具有保持患者行走步態(tài)平衡的功能。為了測量行走步幅和評定減重步行助力的效

3、果，還研制了生物力學測力平臺，以測量平臺上承受的力的大小和作用位置。
　　 本文介紹了應用開發(fā)的試驗樣機和生物力學測力平臺，進行的步行助力試驗。詳細地介紹了試驗的構成和試驗結果。在試驗中，采用了數(shù)據(jù)采集卡和Matlab中的RealtimeWindows Target工具箱進行實時數(shù)據(jù)采集和實時控制。進行了減重50％體重和80％體重的真人步行助力實驗，并對試驗數(shù)據(jù)進行了分析。試驗結果證明了設計思想的合理性和減重步行助力的有效性。另