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摘 要
本次设计是对刚柔混联下肢康复机器人装置的设计。在这里主要包括:滚珠丝杠传动系统的设计、这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。
整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本论文研究内容：
(1) 刚柔混联下肢康复机器人装置总体结构设计。
(2) 刚柔混联下肢康复机器人装置工作性能分析。
(3)电动机的选择。
(4)刚柔混联下肢康复机器人装置的传动系统、执行部件及机架设计。
(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。
(6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。
关键词：刚柔混联下肢康复机器人装置，联轴器，滚珠丝杠
Abstract
This design is the design of the lower limb rehabilitation robot device mixed rigid flexible. Here mainly include: Design of ball screw drive system, the graduation design on the design of the basic skills training, enhancing the analysis and to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.
The structure is mainly produced by the motor power through the coupling will need to transfer the power to the screw rod, the screw rod drives the screw rod nut, thereby driving the movement, improve labor productivity and automation level of production. But also show its superiority, there are broad prospects for the development.
The research of this thesis:
(1) the rigid flexible hybrid lower limbs rehabilitative robot device structure design.
(2) analysis of lower limbs rehabilitation robot device performance mixed rigid flexible.
(3) the choice of motor.
(4) transmission system, execution unit and frame design of rigid flexible hybrid lower limbs rehabilitative robot.
(5) the design of components for the design calculation and check.
(6) to draw the assembly drawing and parts assembly diagram and parts diagram design.
Key words: rigid flexible hybrid lower limbs rehabilitative robot device, coupling, ball screw
目 录
目 录IV
1 绪论1
1.1 国内外研究现状1
1.2刚柔混联下肢康复机器人原理及结构1
1.3 本课题研究的内容及方法3
1.3.1主要的研究内容3
1.3.2设计要求3
2 刚柔混联下肢康复机器人装置总体结构设计4
2.1设计的要求与数据4
2.2 总体结构设计4
2.3 康复机器人结构设计草图（框架图）5
3 康复机器人结构及传动设计8
3.1 滚珠丝杆副的选择9
3.1.1导程确定9
3.1.2确定丝杆的等效转速9
3.1.3估计工作台质量及负重9
3.1.4确定丝杆的等效负载9
3.1.5确定丝杆所受的最大动载荷10
3.1.6精度的选择11
3.1.7选择滚珠丝杆型号11
3.2校核12
3.2.1 临界压缩负荷验证12
3.2.2临界转速验证13
3.2.3丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率13
3.3电机的选择14
3.3.1电机轴的转动惯量14
3.3.2电机扭矩计算15
4 其它零部件的设计计算17
4.1电机轴的设计校核17
4.2键的校核18
4.3轴承的校核18
4.4力矩电机的选取19
5 机架的设计23
5.1对机架结构的基本要求23
5.2机架的结构24
5.3横梁设计25
5.4机架的基本尺寸的确定25
5.5主要梁的强度校核25
结论28
参考文献29
致 谢30
1 绪论
1.1 国内外研究现状
康复训练机器人的主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练，该类产品有行走训练、手臂运动训练、脊椎运动训练等。康复机器人有两种：辅助型康复机器人和康复训练机器人。辅助型康复机器人主要是帮助肢体运动有困难的患者完成各种动作，该类产品有机器人轮椅、机器人护士、机器人假肢、机械外骨骼等。
康复机器人是康复医学和机器人技术的完美结合，康复机器人技术在欧美等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，近年来取得了一些有价值的成果。对于中风、偏瘫、下肢运动机能损伤等患者来说，下肢康复训练机器人有着很好的治疗效果。国内外许多研究机构都在这方面取得了不错的研究结果。下肢康复训练机器人发展主要经历了几个阶段。由早期的简单步行训练机发展到现在功能丰富、符合人体运动机理的下肢康复训练机器人。早期发展的下肢康复训练系统是借助于跑步机、悬吊系统等帮助患者进行运动训练，此种产品结构简单、价格便宜，但训练过程中必须有专业人员的帮助，而且并不符合人体运动机理，还不能称为康复训练机器人，只能是一种半自动的康复训练机械，它的功能单一、价格便宜，而且需要在专业护理人员的帮助下进行康复训练，这种机械对下肢病情比较轻的病人较合适。
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