并联式踝关节康复机器人研究

针对目前踝关节康复机器人不同程度地存在机构自由度冗余、机构复杂、控制难度较大等问题,采用了一种3-RUPS/S型并联机构用以实现踝关节康复运动.对康复机器人机构进行设计,采用D-H法对机构的位置反解进行分析,得到其驱动杆长随姿态角度的变化关系.利用数值解析法进行位置正解分析,并结合电动推杆的电位器数据及姿态传感器检测的动平台姿态角的变化信息实施康复机器人样机的控制.实验结果表明,踝关节康复机器人能够带动踝关节进行康复训练,满足人体踝关节的运动需求.     

基于并联机构的踝关节康复机器人研究

针对踝关节的康复运动问题,提出一种3-RRS/SS踝关节康复并联机构,进行该并联机构的运动学建模及虚拟样机仿真分析,分析结果表明,并联机构能实现三个方向的旋转运动.研制踝关节康复并联机构样机,实施样机控制,控制的结果表明,并联机构的运动范围能满足人体踝关节康复运动需求.     

踝关节康复受力测量装置研究

针对踝关节康复要求,基于生物医学知识和机构学知识提出串联运动链等效人体足仿生机构模型.设计开发出一种踝关节受力测量装置,将患者在康复过程中的足底受力折算到踝关节坐标系,间接得到患者踝关节康复受力值,可作为医护人员指导患者控制康复运动强度的参照数据.实验表明安装踝关节康复受力测量装置的康复器械提高了踝关节的康复效果,有效...     

利用选择性肌电信号控制踝关节神经运动康复装置

研究了利用表面肌电信号来实时控制踝关节康复装置的运动.采集人体踝关节在一个自由度上做屈伸运动时的胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电（sEMG）信号,对sEMG信号进行处理和特征提取.并以sEMG信号为控制系统的主要信息源,研究了基于表面肌电信号的踝关节运动装置控制原理和实现方法.通过模拟试验,验证了sEMG信号的统计特性及控制机构的可行性.     

3-SPS/S踝关节并联康复机构控制系统仿真

踝关节是人体下肢关节中较易损伤的部位,针对其结构特点,搭建了基于3-SPS/S的并联康复机构并对其进行运动学反解.进而以3-SPS/S踝关节并联康复机构为研究对象,利用Matlab里的SimMechanics工具箱建立机构仿真平台,给出动平台规划运动轨迹并生成机构驱动杆输入运动信号,对机构模型进行仿真分析并给出3D效果图.结果表明,该方法为并联康复机构控制策略的研究提供了安全高效可视的仿真平台,便于展开针对并联康复机构特点的各种控制策略的研究.     

假肢踝关节机构的仿生设计

为了扩大假肢踝关节的功能范围,本文对九杆二自由度的连杆踝关节机构进行了研究.这种假肢踝关节除了具有目前国产假肢踝关节的功能以外,还具有以下特点:第一,在不增加辅助动作的情况下,适应截肢者的下蹲动作;第二,将摆动中期的功能长度缩短1.3～1.7cm;第三,适应后跟高度在0～3.5cm 范围内的任意一种鞋.     

一种基于3-RSS/S并联机构的踝关节康复机器人

提出了一种用于踩关节康复的康复训练机器人，该机器人采用3-RSS／S并联机构，具有3个转动自由度，可以帮助患者进行多种复合运动的康复训练；本文对基于3-RSS／S并联机构的踩关节康复机器人的自由度，工作空间和运动进行了分析，并且给出了工作空间范围和运动曲线。     

运动处方对踝关节运动损伤的康复保健作用

以滁州学院体育专业踝关节损伤的36名学生为研究对象,研究体育专业学生发生踝关节运动损伤时,运动处方对踝关节运动损伤的康复保健方法.实验表明:踝关节主动活动度和踝关节跖屈的角度指标发生显著性变化,踝关节主动活动度、踝关节跖屈背屈角度发生比较显著性变化.一年的踝关节损伤康复率追踪情况表明,运动处方的康复率比常规处理损伤康复率高,说明运动处方对体育教育学生踝关节损伤具有较好的疗效和保健作用.     

新型混联骨盆支撑机构的设计及力场分析

为帮助患者恢复运动能力,提出一种用于平衡训练的新型混联六自由度骨盆支撑机构.首先介绍了混联六自由度骨盆支撑机构的结构;其次提出一种简化混联机构的等效方法计算位姿正反解,建立了速度雅可比矩阵;最后基于雅可比矩阵进行机构的力场分析.结果表明:该机构在规定的工作空间内能提供合适的反馈力场,解决了机器人机械结构与人体生理结构差距较大造成运动轨迹不自然的问题.对照试验结果表明:相比于传统康复手段,该机构能显著提高患者的平衡能力.     

单自由度可调下肢康复机器人机构优化设计

为帮助下肢功能障碍患者完成步态康复训练,设计了一种新型下肢康复机器人机构,提出了机构尺度优化综合方法.首先,以一个两自由度平面五杆机构为基本机构,通过逆运动学分析建立五杆机构两个输入之间的函数关系,并以曲柄匀速转动为优化目标进行机构尺度综合;然后,在此机构的基础上引入一凸轮-连杆函数生成机构,通过逆运动学分析与机构尺度综合求解并优化凸轮廓线,实现了五杆机构两个输入之间的函数关系,并减少了机构自由度;最后,在此基础上引入一缩放机构,实现机构轨迹可调.以运动捕捉实验获取的正常人体步态轨迹为目标轨迹,进行机构优化设计,结果表明:优化所得机构在匀速电机驱动下能够很好地模拟正常人体步态轨迹与髋、膝关节运动规律,从而验证了机构与优化方法的有效性.