6、康复机器人设计、运动分析及临床评估研究

康复机器人设计、运动分析及临床评估研究

下肢外骨骼机器人设计与分析

在下肢外骨骼机器人的研究中，团队提出了六种建设性解决方案，并提出了一种新的方案，该方案能为人类腿部的所有关节提供助力。这些方案的特点是由单个电机驱动。通过Adams进行的模拟显示，其运动规律与人类行走的规律相似。经过对比所有方案在Adams中的动态模拟结果和人类步态的实验分析结果，发现为腿部所有关节提供助力的方案是最优的。

方案特点

• 单电机驱动 ：简化了结构，降低了能耗和成本。
• 助力全面 ：能够辅助腿部的各个关节，提高了康复效果。

模拟结果

模拟结果表明，外骨骼机器人的运动规律与人类行走相似，这为其在康复领域的应用提供了理论支持。

踝关节康复并联机器人直接运动学分析

机器人介绍

为了解决传统踝关节康复机器人成本高、数学模型复杂的问题，提出了一种2自由度的并联机器人。该机器人由两个PUS运动链和一个RR链将移动平台连接到固定底座，通过改变连接中央支柱和移动平台的旋转关节的方向，实现两种操作模式，可分别进行踝关节的屈伸/内收外展运动和屈伸/内翻外翻运动。

直接运动学分析

为了确定移动平台相对于固定框架的姿态，需要计算点Bi的坐标。通过考虑机械约束，建立了闭环方程：
- 机器人肢体长度约束：((B_i - A_i) \cdot (B_i - A_i) = d_i^2)，(\forall i = 1, 2)
- 距离兼