2025年大学大三（机械电子工程）康复器械设计专项测试试题及答案

2025年大学大三（机械电子工程）康复器械设计专项测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.康复器械设计中，关于人体工程学原理的应用，以下说法错误的是（）A.要考虑人体的尺寸参数，确保器械适合大多数使用者B.需关注人体的运动范围，使器械操作不超出人体极限C.可不考虑人体的重心分布，因为对器械设计影响不大D.应依据人体的感知特性，优化器械的操作界面2.以下哪种传感器在康复器械中常用于检测患者的运动姿态（）A.温度传感器B.压力传感器C.加速度传感器D.气体传感器3.对于康复器械的机械结构设计，要求其具有良好的（）A.刚性和稳定性，以保证器械在使用过程中不发生变形B.柔韧性，方便器械进行各种复杂的动作C.轻便性，无需考虑强度问题D.随意性，可根据设计师喜好设计形状4.在康复器械的控制系统设计中，反馈环节的作用是（）A.只用于显示器械的工作状态B.将输出量返回输入端与输入量比较并调整控制C.可有可无，不影响器械的正常运行D.仅用于检测输入信号是否正确5.康复器械设计时，考虑到不同患者的康复需求，应尽量使器械具有（）A.单一功能，专注于某一项康复训练B.复杂且高端的功能，以满足所有需求C.可调节性，能适应多种康复场景D.固定的参数设置，便于统一操作6.以下关于康复器械的材料选择，不合理的是（）A.选用高强度塑料制作外壳，减轻重量且成本较低B.采用不锈钢材质制作关键部件，保证耐用性C.为追求美观，使用易碎的玻璃材料制作操作面板D.选用具有良好弹性的橡胶材料制作缓冲部件7.康复器械设计中，对于电气安全的要求不包括（）A.设备外壳接地良好，防止漏电B.采用安全电压供电，避免触电风险C.电路设计要防止短路引发火灾D.无需考虑电磁兼容性8.当设计一款上肢康复训练器械时，其运动轨迹的设计应基于（）A.随意想象，不受限制B.人体上肢的正常运动范围和模式C.简单的直线运动，便于设计D.复杂的不规则运动，增加训练难度9.康复器械设计过程中，进行用户调研时，重点关注的不包括（）A.患者的年龄、性别、身体状况等基本信息B.患者对康复器械的功能需求和期望C.患者的审美观念，以便设计出美观的器械D.患者使用现有康复器械的体验和问题10.在康复器械的设计流程中，概念设计阶段的主要任务是（）A.确定器械的具体尺寸和材料B.详细绘制器械的二维图纸C.提出器械的初步设计方案和功能设想D.对器械进行性能测试和优化第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题3分，共15分）答题要求：请在每题的横线上填写正确答案。1.康复器械设计中常用的机械传动方式有______、______、______等。2.传感器的主要性能指标包括______、______、______等。3.康复器械的控制系统一般由______、______、______等部分组成。4.人体工程学在康复器械设计中的应用主要体现在______、______、______三个方面。5.康复器械设计时，要考虑器械的______、______、______等因素，以确保其安全性。三、简答题（每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，答案应简洁明了、要点突出。1.简述康复器械设计中如何考虑人体的力学特性？2.说明康复器械设计中电气系统设计的要点。四、案例分析题（每题15分，共30分）答题要求：阅读以下案例，结合所学知识回答问题。请在每题下方留出3行空白作答区域。案例：某公司设计一款下肢康复训练机器人，旨在帮助下肢骨折患者进行康复训练。该机器人采用电动驱动，具有多个关节可模拟人体下肢的运动。在设计过程中，考虑了人体下肢的运动参数和力学特性，采用了先进的传感器技术来检测患者的运动状态，并通过控制系统实现了运动的精准控制。1.针对该下肢康复训练机器人，分析其在机械结构设计上是如何考虑人体下肢运动的？2.阐述该机器人的传感器技术在康复训练中的作用。五、设计题（5分）答题要求：请根据以下要求设计一款简单的康复器械，并简要说明设计思路。请在下方留出3行空白作答区域。设计一款用于手部关节康复训练的器械，要求能够实现手指的屈伸和旋转运动，且操作方便、安全可靠。答案：一、选择题1.C2.C3.A4.B5.C6.C7.D8.B9.C10.C二、填空题1.齿轮传动、链传动、带传动2.精度、灵敏度、重复性3.控制器、执行器、传感器4.尺寸设计、操作设计、舒适性设计5.电气安全、机械安全、功能安全三、简答题1.考虑人体的重心分布，使康复器械在支撑和运动时保持稳定；根据人体运动时的受力情况，合理设计器械结构，确保患者使用时受力均匀，避免造成二次伤害；关注人体运动的惯性，在器械运动部件设计中考虑惯性的影响，实现平稳运动。2.电气系统设计要点包括：采用安全电压供电，防止触电危险；合理布线，避免电磁干扰；选用质量可靠的电气元件，确保系统稳定性；设计完善的电路保护措施，如过载保护、短路保护等；考虑电气系统的散热问题，保证设备正常运行。四、案例分析题1.该机器人在机械结构设计上，通过多个关节的设置来模拟人体下肢的不同运动部位和角度，关节的自由度和运动范围参考了人体下肢的正常运动参数，以确保能够准确地模仿人体下肢的运动。同时，采用了坚固且轻量化的材料制作机械部件，保证在承载患者运动时具有良好的刚性和稳定性，又不会因过重增加患者负担。2.传感器技术在康复训练中的作用：加速度传感器可检测患者下肢运动的速度、加速度等参数，帮助控制系统实时了解患者的运动状态，以便精准调整机器人的运动参数，实现与患者运动的良好配合；角度传感器能精确测量关节的转动角度，确保机器人的运动角度与人体下肢运动角度一致，提高康复训练的准确性；力传感器可感知患者施加在机器人上力的大小，使训练强度能根据患者实际情况进行动态调整，避免训练过度或不足。五、设计题设计思路：采用曲柄摇杆机构实现手指的屈伸运动