床式步态康复训练系统机构设计

• 作者: 李伟达 王柱 张虹淼 李娟 顾洪
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 关键词: 康复机器人 步态训练 运动学分析 参数优化 模块化设计
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 机械工程|Mechanical Engineering
• 页码范围: 823-830
• 页数: 8页
• 分类号: TH112.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.05.003

摘要

针对现有床式步态康复训练机器人使用不便、成本高昂的问题,提出模块化的床式步态康复训练系统. 包括倾角可调的床体模块、腿部运动辅助机构模块和足底支撑机构模块,模块化设计可以提高其使用方便性,降低制造和使用成本. 为了实现正常的行走步态,腿部运动辅助机构模块采用凸轮-连杆机构模拟大腿和小腿的运动.建立腿部运动辅助机构的人机耦合模型,并对其进行运动学分析,得到机构与人体下肢的运动学关系,将其作为参数优化和结构设计的基础. 利用MATLAB,以机构对患者个体差异的适应性为目标,对模型中的各参数进行优化,得到一组机构参数的最优解. 实验结果表明,不同身高的实验者髋关节测量角度与标准角度的最大误差不超过5.2°,膝关节最大误差不超过6.7°,验证了机构对实验者个体差异的适应性和使用此系统进行康复训练的可行性.