下肢康复机器人PPT

选用电动机驱动的驱动方式。步态电机和姿态电机都采 用伺服电机，伺服驱动器总是与其对应的同等功率的伺服电 机一起配套使用。通过脉冲输入接口来接受从上位控制器发 来的脉冲序列，进行速度和位置的控制，通过数字量接口信 号来完成驱动器运行的控制和实时状态的输出。
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2.6机械部分总体结构
它由大电机1、小电机2、磁粉制动器3、底座4、座架5、把手6、操作台 7、箱体8、连杆9、同步带传动机构10、踏板11组成。
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2.4下肢康复机器人的性能指标
1.承载能力应达到85kg; 2.占地应小于1平米 3.能康复下肢髋、膝、踝关节,具有6自由度 （F=3n－(2PL +Ph ) n:活动构件数，PL：低副约 束数Ph:高副约束数） 4.能近似模拟正常人行走步态轨迹和脚步位姿; 5.能进行主被动训练 6.具有可移动性; 7.最高训练次数可到60次/每分钟; 8.训练器工作时噪音小、无明显震动
总结
首先根据人体参数和步态轨迹对下肢康复机器人工 作空间进行了分析,然后根据康复机器人总体设计要求 设计了总体方案,步态机构实现整个下肢的运动,姿态机 构实现下肢踝关节的位姿运动。最后设计出脚踏式下 肢康复机器人总体结构。
参考文献
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整个下肢康复机器人是根据人体处于坐姿时膝关节 和脚踝关节屈伸运动时的运动原理，设计一个可以实现 患者下肢六个关节的康复训练机构。步态机构实现整个 下肢的运动,姿态机构实现下肢踝关节的位姿运动。 通过功率驱动电路,来驱动控制步态机构和姿态机构 的两个电机,从而达到驱动控制下肢康复机器人的目的 。
2. 机器人总体设计
根据脚踏式下肢康复机器人的工作空间以及模 拟正常人步态轨迹研究和设计了机器人总体结构。
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3.机器人机械结构设计
建立了机器人主体机构模型并说明其工作原 理及其创新点,同时对机器人主要零部件、主要 连接机构、主要传动进行了说明。
4.机器人控制系统研制
分析了康复控制策略,确立了集中控制的控 制方式,完成了总体控制平台的搭建。
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2.3下肢康复机器人总体设计 2.2下肢康复机器人总体设计 下肢康复机器人是帮助下肢运动障碍患者进行运动机能恢
复性训练,尽可能模拟正常人，使患者下肢的运动功能得到锻 炼和恢复。 首先，下肢康复机器人应该具有合理的结构,满足机器人空 间设计要求。 其次，下肢康复机器人应该具有足够的安全性。结构上,患 者的下肢运动空间不能与牵引机构的运动空间发生干涉,同时 运动机构不能对对患者下肢产生过大的牵引力。最后,下肢康 复机器人属于医疗设备范畴,应该无噪声、无污染、外观漂亮, 以利于患者更好的康复训练。
Lesson Four
Thanks
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随着科学技术的发展,肢体康复机器人技术作 为机器人技术的一种,得到了迅速的发展。下肢康 复机器人能够辅助下肢运动功能障碍患者模拟正 常人的步态规律作康复训练运动，从而锻炼患者 下肢肌肉，恢复神经系统对行走功能的控制能力 以及患者正常走路机能。 对脚踏式下肢康复机器人工作空间进行了分析， 提出了脚踏式下肢康复机器人的总体方案，介绍 机器人控制系统。
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运用绘图软件对机器人主体结构进行构件设计, 阐述了机器人工作原理。分析现有的下肢康复机 器人技术特点，阐明了本脚踏式下肢康复机器人 的技术优点。根据机械设计和机械原理基础知识 为整个下肢康复机器人结构设计提供了理论依据。
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1. 康复理论
康复机器人是一种特殊的机器人，它的受用对 象的病人，所以在进行下肢康复机器人研究时必须 了解康复医学知识，懂得运动康复机理。本文对下 肢康复机器人治疗原理进行了分析。
2.5 康复机器人总体方案
脚踏式下肢康复机器人的总体方案由机器人本体和控制部分 组成 。 机器人本体:包括步态机构、左脚踝姿态机构、右脚踝姿态机 构和支撑机构,两姿态机构位于步态机构两侧,对称布置,支撑机 构用于定位放置步态机构、姿态机构和控制平台; 控制部分:完成机器人各执行机构的控制功能和机器人状态的 检测,同时实现人机界面交互,控制机器人速度,机器人状态显示 等功能。
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2.1下肢结构模型
人体下肢运动关节主要包括 髋关节、膝关节、踝关节，各关 节运动关系如图所示，通过三个 主要运动特性的比较可知，各关 节的共同运动为屈、伸运动。 通过对下肢各关节运动特性 分析，可以建立下肢的简单刚体 模型。
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2.2步态分析
一个步态周期包括支撑期和摆动期，一侧足跟着地期为支 撑，离地期为摆动期。支撑期站一个步态周期的60%，摆动期 占一个步态周期的40%，其中单侧肢体支撑期占40%，双侧肢 体支撑期占20%。
2.7 系统控制部分
所述控制系统独立于机器人的机械结构，通过数据线与 机器人本体连接在一起，并进行康复训练控制，包括硬件和 软件，所述硬件部分包括计算机和与其数据线分别连接的显 示器，多轴运动控制卡，驱动器、位置传感器和力传感器， 所述位置传感器有四个，分别集成在四个直流伺服力矩电机 力矩电机内，通过数据线输出膝关节和膝关节的运动信息， 所述力传感器有四个，分别安装在所述左、右大腿机构和左、 右小是机构的柔性连接带中，用于通过数据线输出患者下肢 与机器人之间的干涉力。所述软件包括用户模块、实时控制 模块和康复效果评价模块。