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用于腰椎间盘突出症的推拿机构设计与研究

张明亮  
【摘要】:中医推拿作为传统中医的核心基石,一直以来都在医疗保健这块占有举足轻重的地位。目前,中医推拿主要是由推拿师人工进行,其工作效率不仅低下,而且推拿效果还受推拿师本人多方面不利因素的影响,因此推拿治疗效果难以得到可靠保障。随着机器人技术的快速发展,机器人已被应用到各行各业,其不仅能够克服工作效率低下的缺点,而且在工作中还不受环境和人为不利因素带来的影响。本文以传统中医推拿理论为基础,结合机电一体化技术对应用于医治腰椎间盘突出症的推拿机构进行了设计与研究,主要涉及到牵引床和推拿机械手的设计与研究。具体内容如下:首先,详细介绍了国内外推拿机器人的研究现状,并且针对中医临床上治疗腰椎间盘突出症常用的一套中医推拿手法进行运动学和动力学特征分析,完成了对推拿机构的总体方案设计。该总体设计方案包括牵引床、推拿机械臂和并联末端执行器3个子机构模块,其中牵引床用以完成整复类手法操作;推拿机械臂配合并联末端执行器用以完成松解类手法动作。其次,分别就牵引床和推拿机械手机构进行了设计。在对牵引床机构进行设计时,为了减少在旋转牵引时给患者脊柱带来额外的剪切力,力求将设备旋转中心设计成与人体脊柱中心基本重合。文章通过将高斯几何的内蕴思想与方位特征集理论相结合,提出了一种新型串并混联的中医推拿机械手,该中医推拿机械手是由串联的推拿机械臂和并联的末端执行器组成,一方面能够保证机构具有较为灵活的运动空间,另一方面也提高了机构的稳定性和承载能力。在对并联末端执行器进行拓扑结构设计时,本文利用方位特征集理论综合出多种能够满足功能要求的并联执行器,并且根据多项性能指标对综合出的并联执行器进行了优选,最终确定了并联执行器的结构类型。最后,通过建立机构的数学运动模型,对所设计的推拿机构进行了运动学分析,并且借助Solid Works软件完成了对推拿机构的三维创建,并将其模型导入到Adams中进行虚拟实现与仿真,通过对仿真所得到的运动轨迹曲线加以分析,验证了该推拿机构基本能够满足所述推拿手法的操作要求。


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