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下肢步态康复训练器的设计及研究

武建双  
【摘要】:随着中国老年人口数量的增加、各种自然灾害和交通事故的频繁,下肢残障患者越来越多。这部分人群对于康复治疗的需求日益增加,然而紧缺的医护人员很难实现一对一的治疗,昂贵的康复训练器材也是普通家庭难以承担的,这势必会影响患者病情的康复和正常生活。目前康复机器人的研究已成为各国学者和公司研究的热点,具有重要的社会意义和研究价值,然而我国对康复机器人的研究起步较晚,因此研究一种实用的下肢康复机器人迫在眉睫。 本文基于临床康复理论,提出一种符合人机工程学的下肢步态康复训练器。该下肢步态康复训练器能够使患者模拟正常人步态轨迹的康复训练,本文利用优化法对步态轨迹生成机构综合进行了研究。 该下肢步态康复训练器具备被动、主动辅助、阻抗多种训练模式,能够满足不同患者的需求。本文利用Solidworks建立了物理虚拟样机,并对电机、减速器、电动推杆等的选型和各个零部件的设计进行了详细的介绍。 本文对下肢步态康复训练器进行了运动学和动力学分析。根据正常人行走步态,对踏板姿态进行了运动规划。基于Adams建立虚拟样机并进行了人机模型仿真,得到康复训练中的人机运动参数。基于Matlab中GUI进行了步态分析系统的设计,方便的计算出不同步态时机构的参数。分析了不同步态对康复训练的影响。 基于HAM理论进行了控制策略的研究,对下肢步态康复训练器的训练模式进行了分析,介绍了控制系统的搭建。


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