[X0013]康复机器人的系统设计【基于步态控制的下肢康复机器人设计优秀备份】

目录

第1章　绪论1

1.1　概述1

1.2　康复机器人的国内外研究现状2

1.3　本课题主要研究内容7

第2章　总体方案设计与选择的论证8

2.1　步态分析8

2.2　方案的选择11

2.2.1　自由度的设计13

2.2.2　基本参数的选取13

2.2.3　驱动器的选择14

2.2.4　关节结构的选择14

2.2.5　连杆结构的选择14

2.2.6　腰部结构设计15

2.2.7　减重机构15

2.2.8　整体结构设计16

2.3　本章总结16

第3章　机械结构的设计与计算及驱动元件选型17

3.1　人体参数17

3.2　各关节运动学分析17

3.2.1踝关节的运动学分析18

3.2.2 膝关节的运动学分析18

3.2.3 髋关节的运动学分析19

3.3　关节力矩分析20

3.4　具体结构设计21

3.4.1　关节结构的选择21

3.4.2　连杆结构的选择22

3.4.3　腰部结构设计23

3.4.4　减重机构23

3.4.5　整体结构设计24

3.5　一些零件的设计和校核25

3.5.1 轴承的选择及校核25

3.5.2 气缸的选择25

3.5.3 连杆的计算与校核27

3.5.4 销轴的校核29

3.5.5 双头螺柱的校核30

3.5.6 传感器的选取30

3.6　减重系统分析及相关计算31

3.7　本章小结32

第4章　供气与控制系统的设计33

4.1　供气系统的设计33

4.1.1　供气回路设计33

4.1.2　气动元件的选择34

4.2　康复机器人的训练方式39

4.3　气动自动控制方框图39

4.4　本章小结40

结　　论41

参考文献42

致　　谢45

第1章　绪论

1.1　概述

据报道，我国60岁以上的老年人已有1.43亿，占全国人口的11％，到2050年将达到4.37亿。在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状[1]。近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多，而且在年龄上呈现年轻化趋势。同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。在美国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗，仅以中风为例，每年大约有600，000中风幸存者，其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到了更多人的关注，为了提高他们的生活质量，治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅预测日本未来机器人市场，2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250，000美元，而到2010年将上升到1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景[2]。