并联式踝关节康复机器人的运动学分析及其优化

芦风林; 张彦斌; 王科明; 魏雪敏; 常振振

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并联式踝关节康复机器人的运动学分析及其优化

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针对踝关节损伤患者的康复训练需求,提出了一种基于2-RURU/RR并联机构的新型人体踝关节康复训练机器人。首先,利用螺旋理论分析了机构运动输出特性和自由度计算,推导出了机构的姿态角位移和角速度方程,并基于数值搜索法求解出了机构的工作空间;然后,利用运动/力传递性能指标对机构进行了运动性能分析,绘制出了机构的性能分布图谱,借助全域传递性能指标对机构进行了优化设计;最后,基于ADAMS进行了运动学仿真,搭建了踝关节康复机器人物理样机,并进行了康复运动试验。实验结果表明:该踝关节康复机器人的转动中心可调,并且具有无耦合的运动学特性;经过优化后机构的优质传递工作空间占比提高了10.8%。运动学仿真和物理样机研究结果表明:康复机器人的运动范围完全能够满足人体踝关节的康复训练要求,该研究可以为此并联式踝关节康复机器人的研发提供理论参考。

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来源
《机电工程》 |2022年第9期|1303-1311|共9页
作者
芦风林; 张彦斌; 王科明; 魏雪敏; 常振振;
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作者单位

河南科技大学机电工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类骨科器械;机构学;机器人;
关键词
医药卫生器械; 医疗康复机器人; 机构学; 并联机构; 机构工作空间; 运动性能指标; 运动学仿真;

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