（图纸+论文）穿戴式机械腿机构的设计（全套完整）

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:22:57

《（图纸+论文）穿戴式机械腿机构的设计（全套完整）》修改意见稿

1、“.....其优点是可实现脚的姿态调整，在机器人的远程控制技术虚拟现实技术及减重控制策略方面进行了实验或仿真研究，后续研制并开发了可与该机器人配合使用的四自由度绳索牵引骨盆运动并联康复机器人。图下肢康复训练机器人图助力机械腿年，上海大学机电工程与自动化学院也开始研究了套可穿戴式助力机械腿单侧下肢有两个自由度，分别为骸关节和膝关节的屈伸自由度，这两个自由度分别由电动缸驱动，单侧下肢机构如图所示。浙江大学流体传动与控制国家重点实验室也在这方面做了深入的研究，研究设计了套下肢康复医疗外骨骼，如图所示。这套系统具有骸关节和关节两个自由度，采用伺服电机驱动，并由独立的驱动器进行控制。并在此基础上开发了套专用于此系统的虚拟仪器控制界面软件。另外，专为系统制定开发的两套步态训练控制策略，即被动步态训练位置控制和半主动步态训练轨迹自校正控制，可以满足不同康复时期下肢步态康复训练的不同要求。图伺服电动驱动的下肢康复医疗外骨骼自年开始，中科院合肥智能机械研究所就开始从事这方面的相关研究工作，如图所示。机器人采用了类人结构，机构单侧共有五个自由度，分别是骸关节三个自由度......”。

2、“.....图可穿戴型助力机器人尽管国内在穿戴型下肢康复训练机器人领域的研究起步相对较晚，但在机器人系统关键技术研究与试验样机研制方面己经取得比较多的成果。进步完善下肢康复机器人系统的性能，开展相关的康复训练实验研究是今后研究工作的重要内容。转式下肢康复训练机器人，如图所示。它采用个大的回转臂通过束具与患者的躯干连接，支撑患者的部分体重，同时患者在回转臂的带动下沿圆周路线行走。该机器人的缺点是行走过程中机器人始终对患者附加个不同于正常行走的侧向驱动力，病人膝盖会承受多余的剪切载荷。针对口本回转式步态训练机器人的缺点以及采用祛码等传统悬吊减重方式存在的减重力变化的问题，等人分别开发了气压和电气驱动的减重移动车式步态康复训练机器人。该机器人由轮式移动平台和恒力减重系统两部分组成，轮式移动平台可工作在训练模式或者跟随模式下。训练模式中，由移动平台引导患者按照计算机或安装于平台上的操纵杆制定的路径行走，由移动平台跟踪患者的运动方向和速度。针对电机驱动和气压驱动减重系统分别设计了基于滑模力控制和采用模糊力控制的恒力减重控制系统......”。

3、“.....如图所示。该机器人可以使病人模拟正常人走路上斜坡爬楼梯滑行等各种运动，从而达到康复锻炼的目的。图是美国芝加哥公司研发的平衡机器人。它的作用是帮助失去身体平衡的人进行康复训练的机器人，右图是患者在侧向移动。这种康复机器人能够帮助人体平衡，而且对躯干受伤的人，或者行走失去平衡的人有非常好的效果。它能够迅速准确地确定患者微小的动作，从而帮助患者达到预想的动作，这种康复设备不会主动地带人行走。图芝加哥公司平衡机器人康复机器人是由美到东北大学机电与机器人实验室研发的，如图所示。康复机器人在应用上也七过去更贴近普通人，现在这台膝关节康复机器人己经在美国波士顿医完投入使用，对于膝关节由于撞击受伤的患者尤其有效。图康复机器人国内研究现状对于手术恢复期后以及因偏瘫导致运动功能损伤严重的患者，可先经吊带减重后由下肢康复机器人导引患肢进行被动康复训练，逐步恢复患肢关节的运动功能和肌肉组织的伸展功能。当患肢的运动功能恢复到定程度后......”。

4、“.....由患肢与机器人驱动器共同承担机器人机构的负载并协同运动，实现患肢的主动康复运动训练。.下肢康复机器人的研究现状康复机器人技术在欧美等发达国家得到了科研工作者和医疗机构的普遍重视，许多研究机构都开展了有关的研究工作，近年来取得了些有价值的成果。我国对康复机器人的研究起步比较晚，辅助型康复机器人的研究成果相对较多，康复训练机器人方面的研究成果则比较少。国外研究现状瑞士医疗器械公司与瑞士苏黎士医学院康复中心合作推出的步行康复训练机器人是当今产业化程度最高的种面向下肢瘫痪患者的医疗康复器械。于年研制成功，年在汉诺威世界工业展览会上展出，并在随后的几年中口臻完善并且己经开始进入实际应用阶段。根据瘫痪患者康复训练的特点，将下肢外骨骼设计成骸关节和膝关节两个自由度，分别由驱动器控制直流伺服电机进行运动。关节的角度电机的输出力矩患者与外骨骼之间的接触力均由相应的传感器进行测量。整个系统通过个平行四边形连杆机构与跑步机及悬吊系统相连接，稳固可靠。训练时，患者的下肢通过六个绑带与相连，最基本的被动训练只需控制四个关节的角度和角速度......”。

5、“.....为了适应不同患者的需要，该机器人的各个关节均可调整，如图所示。为了让患者感到舒适，所有与患者接触的绑带都是宽而软的。的优点是患者的训练状态能够被监测评价和引导能够根据患者个体不同提供相应的步态模式和训练方案能够通过虚拟现实技术为患者提供反馈以提高患者参与训练的主动性。图机械腿也是套主动医疗康复外骨骼，如图所示。它的设计初衷与穿戴,穿着,机械,机构,设计,毕业设计,全套,图纸中文摘要本论文研究穿戴式机械腿机构。穿戴式机械腿是种典型的人机体化系统，该机构是种穿戴于人体腿部帮助有下肢乏力的患者进行康复治疗的机械结构。本文在人机相容性方面做了详细的分析，使本机构在较好的穿戴位形下依靠人体的运动信息控制穿戴式机器人，在运动过程中提高人机步态的致性，达到更好的康复治疗的目的。论文分析了国内外研究现状，了解了国内外相关研究的背景情况研究进展和未来的发展问题，总结了下肢康复机器人研究中还存在的问题，进而确定了本文的主要研究内容及所需解决的关键问题。本文确定了下肢康复机器人机构的自由度，对机构进行了关节布位，通过自由度的分析对人机联接模式和约束性质进行了研究......”。

6、“.....在人体骨骼模型的基础上，提出了种机构构型方案。对人机相容性进行了定义，分析了人机相容性的影响因素。在此基础上分别对人体下肢骨骼模型和这种机构构型进行了三维模型设计。入老龄化社会，老龄化问题逐渐得到关注。年度中国老龄事业发展统计公报称，年我国岁及以上老年人口己达到.亿，占总人口的.到年我国岁及以上老年人口将达到.亿，约占总人口的.。在老龄人群中有大量的脑血管疾病或者神经系统疾病患者，其中以脑卒中患者居多，而这类患者多数会留下偏瘫等症状。另外，近十年来我国各类交通运输工具的保有量迅速增长，因交通事故造成身体损伤的人数每年超过万人。据统计，我国目前有万残疾人，有康复需求的接近万，每年因车祸疾病等原因新增的残疾人数量达多万。医学理论和临床医学证明，这类患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，正确的科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。由于脑的可塑性，医学上通常是通过重复的特定任务的训练让患者进行足够的重复性活动，从而使重组中的大脑皮质通过深刻的体验来学习和储存正确的运动模式......”。

7、“.....成为下肢康复医疗采用的主要方法。训练采用悬吊式减重器和活动平板医用跑步机配合工作来协助患者完成步行动作。其悬吊装置可以不同程度地减少患者上身体重对下肢的负荷，患者在康复治疗师的帮助下借助于运动平板进行康复训练。训练过程中般需要两名治疗师相互协调，名治疗师在患者侧面帮助并促进患者侧下肢摆动，确定脚跟先着地，防止出现膝关节过伸，保证两腿站立时间与步长对称另名治疗师站在患者身后，促进重心转移至负重腿上，保证骸屈伸骨盆旋转和躯干直立。减重步行训练可以获得较为理想的肢体功能恢复效果，但是这种治疗师对患者“手把手”式的训练方式存在些问题。首先，名患者需要两名治疗师进行运动训练，效率低下，并且由于治疗师自身的原因，可能无法保证患者得到足够的训练强度，而且治疗效果会受到治疗师自身经验和水平的影响。其次，不能精确控制和记录训练参数运动速度轨迹强度等，不利于治疗方案的确定和改进不能记录描述康复进程的各种数据，康复评价指标不够客观无法建立训练参数和康复指标之间的对应关系......”。

8、“.....再有，不能向患者提供实时直观的反馈信息，训练过程缺乏吸引力，患者多为被动接受治疗，参与治疗的主动性不够。可以看出，单纯依靠治疗师进行康复训练，无疑会制约康复训练效率的提高和方法的改进。因此，开拓更加广泛的康复训练手段和进步提高康复效率是解决患者运动功能障碍的当务之急。而突破这个问题的关键在于科学技术的创新，下肢康复机器人技术的发展和运用解决了这个问题。首先，机器人不存在“疲倦”的问题，能够满足不同患者对训练强度的要求其次，机器人可以将治疗师从繁重的训练任务中解放出来，而专注于制定治疗方案分析训练数据优化训练内容并改进机器人的功能再次，机器人可以客观记录训练过程中患者患肢的位置方向速度以及肌力恢复状态等客观数据，供治疗师分析，以评价治疗效果更进步，机器人所记录下的详细数据，使得治疗师有可能从中发现数据与治疗结果之间的对应关系，从而有可能深入了解中枢神经康复的规律还有，使用机器人技术可以通过多媒体技术为患者提供丰富多彩的训练内容，使患者能够积极参与治疗，树立康复信心，并及时得到治疗效果的反馈信息最后......”。

9、“.....通过将成熟的产品推广应用，最终使所有的患者受益。.下肢康复机器人概况康复机器人是康复医学和机器人技术的完美结合，人们不再把机器人当作辅助患者的工具，而是把机器人和计算机当作提高临床康复效率的新型治疗工具。下肢康复机器人是目前康复机器人研究领域的个主要研究对象。它主要用于辅助患有脑血管疾病或神经系统疾病的患者进行下肢的康复训练，帮助他们重获步行能力。它可以在专业的医疗机构甚至在家中使用，使患者获得更强的独立生活能力，并能相当大的提高他们的生活质量。在过去的几年中，下肢康复机器人在世界各国己经有了很大的发展并取得了相当多的成果，些企业在其技术开发及投资方面有了很大的投入，下肢康复机器人技术正在向产业化和普及化发展。康复机器人研究历史第次尝试把为残疾人服务的机器人系统产品化是在世纪的年代到年代，实践证明这些尝试都失败了。失效原因主要有个方面其是设计的不理想，尤其是人机接口另个不是技术的原因，而是因为单价太高导致了康复机器人产品化的失败。世纪年代是康复机器人研究的起步阶段......”。