机械电子工程毕业论文

中国计量学院

本科毕业论文电镀银自动控制毕业论文

目录

1 绪论 (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 下肢关节康复医疗器械的研究现状 (1)

1.2.1 机械式踝关节康复辅具 (1)

1.2.2 电动踝关节功能康复辅具 (2)

1.2.3 智能化踝关节康复辅具 (2)

1.2.4 下肢关节康复医疗器械的特点 (3)

1.3 本文研究的主要容 (3)

2 设计要求与方案比较 (5)

2.1下肢关节康复医疗器械设计技术要求 (5)

2.2 下肢关节康复医疗器械设计方案确定 (5)

3下肢关节康复医疗器械设计 (7)

3.1装置结构材料选取 (7)

3.2人体下肢关节运动分析 (7)

3.3机械杆件机构的设计 (8)

3.4滚珠丝杆的选择 (9)

3.4.1滚珠丝杆的结构的选择 (10)

3.4.2滚珠丝杆的结构尺寸的选择 (10)

3.4.3滚珠丝杆的选择步骤 (11)

3.4.4滚珠丝杆的参数 (14)

3.5 电动机的型号选择与设计 (14)

3.5.1 电动机类型选择 (14)

3.5.2电机参数计算 (14)

3.5.3电动机参数 (16)

3.6下肢关节康复医疗器械机座设计 (16)

3.6.1底座的作用及结构设计 (16)

3.6.2底座的材料选择 (17)

4 下肢关节康复医疗器械零件建模与应力分析 (17)

4.1对ADAMS软件介绍 (18)

4.2用ADAMS机构杆件运动仿真 (19)

4.3用solidworks对机构杆件建模 (19)

4.4用solidworks对滚珠丝杆建模 (20)

4.5用solidworks对电机建模 (20)

4.6用solidworks对机构主要零件应力分析 (19)

5下肢关节康复医疗器械系统建模、干涉分析与系统优化 (25)

5.1机电一体化系统的介绍 (25)

5.2下肢关节康复医疗器械装置的初步装配 (26)

5.3下肢关节康复医疗器械装置的干涉检查与优化 (27)

6总结与展望 (30)

6.1已完成工作 (30)

6.2需要解决的问题 (30)

参考文献 (30)

附录A：杆1零件图 (32)

附录B：杆2零件图 (33)

附录C：杆3零件图 (34)

附录D：杆4零件图 (35)

附录E：杆5零件图 (36)

附录F：杆6零件图 (37)

附录G：连接杆1零件图 (38)

附录H：连接杆2零件图 (39)

附录I：连接杆3零件图 (40)

附录J：脚踏板零件图 (41)

附录K：电机零件图 (42)

附录L：滚珠丝杠零件图 (43)

附录M：总装配图 (44)

作者简历 (45)

学位论文数据集 (46)

1 绪论

1.1 研究背景及意义

残疾人与健康人相比,在身体和心理方面都有其自身的特点。因此,作为残疾人使用的康复医疗器械与一般的健身器材有很大不同。我国最早的成套康复训练器械是从国外进口的。上世纪80年代末,中国针对残疾人成立了残疾人康复训练中心,从日本引进了大量的康复医疗器械。经国务院批准,残疾人康复训练中心成立了康复工程研究所,这个研究所的只要目的是结合临床医学的经验，采用科学有效的技术手段，给残疾人提供和研发一些康复训练的器械，包括一系列的研发、生产、售后服务性的指导残疾人操作，维修服务的一条龙服务，在进行质量的反馈，从而改进设备的技术，为残疾人提供更舒适，更方便的医疗器械]1[。在最近研究的十几年时间里,参考与借鉴了国外的许多先进技术与设备,我们自己已经设计研发出了各种功能的康复医疗器械，有了自己的一套设计理念与方案，而不是光光靠引进外国的技术手段。下肢关节康复医疗器械对下肢行走有困难的患者提供了很大的方便，尤其是对术后的患者，还有就是截肢的患者和装了假肢的患者，给他们提供了一个康复训练的好机会与好方法，加快他们的康复效果]1[。

同时，现在马路上的车辆越来越多，从而交通事故也越来越多，再者人口老龄化导致引起的骨质疏松的人越来越多，加之现代的年轻人越来越提倡体育运动，现在这个社会提倡运动美，注重对身体的保养，都比较加强运动。年轻人在运动的时候难免会受伤，比如打篮球的时候手扭伤，踢足球的时候脚扭伤等等。有关数据研究统计，膝关节和踝关节的受伤和韧带的拉伤的人的比例在不断的上升]1[。这样的患者在手术后都要面临同样的一个结果，就是在家静养。其实术后不及时的锻炼，就坐那静养的方法是不对的，长时间地不动会导致肌肉的萎缩、关节僵直的严重后果]1[。所以为了保证在手术后能都快速的恢复肢体的运动能力，有人研发了下肢关节康复医疗器械这种康复医疗器械，帮助患者术后修复锻炼]1[。

1.2 下肢关节康复医疗器械的研究现状

1.2.1 机械式下肢关节康复医疗器械

机械式踝关节康复医疗器械的使用方法是，人体靠在板上站直，收扶着杆，系上安全带，脚踩在踝关节的矫正板上，依靠人体调节自身的重量是装置保持一定的角度。如图1.1机械式踝关节康复医疗器械有两个矫正板。所以人通过踩在不同的板上可以实现不同的矫正作用。可以实现脚踝的外翻转等]2[。由于此装置

要通过人体来调节角度，所以必须能够承受整个人体的重量，所以对装置的刚度与强度要求很高，在材料选择方面必须细致。机械式踝关节康复器械虽然操作起来很简单，但是如果在家里没有矫形医师的指导的情况下，患者通过自身能力来调整踝关节矫正角度，可能会产生事与愿违的效果。

图1.1 机械式踝关节康复医疗器械

1.2.2 电动式下肢关节康复医疗器械

电动式下肢关节康复医疗器械采用了CPU全微电脑控制，装置运行情况可以通过LCD双屏背光液晶显示。电动式下肢关节康复医疗器械的运动角度、速度、时间等参数都可以通过通过CPU控制，LCD液晶显示出来。操作简单方便，患者很容易上手。而且该装置还有力矩控制和超力矩保护的功能，能够确保患者使用安全]2[。

图1.2 电动踝关节功能康复辅具

1.2.3 智能型下肢关节康复医疗器械

智能型踝关节康复医疗器械是在电动式下肢关节康复医疗器械的基础上，加入了智能的元素。例如，装置在运行的时候，如果遇到突发事件，能够自行反转，而且该装置的力矩能够任意的设置。可以让患者在使用装置时更加安全可靠。最