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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
膝踝康复仿生机器人的设计与运动分析
  • 作者

    王成军马杰文程彪

  • 单位

    安徽理工大学人工智能学院

  • 摘要
    目的 针对现有踝关节康复机构存在机构康复中心与关节康复中心不重合以及不能满足患者多姿态康复需求的问题,仿生人体下肢运动,设计了一种膝踝康复仿生机器人。方法 分析人体下肢运动,基于TRIZ理论的物理矛盾求解,采用空间分离法提出了一种膝踝康复机构,利用Kutzbach-Grübler公式计算了康复机构的自由度,建立膝踝康复仿生机器人运动学模型;通过MATLAB分析踝关节生理运动空间和康复机器人工作空间,并将两者进行对比;利用MATLAB和ADAMS分别对康复机器人进行动力学仿真,并对两种结果进行误差分析,验证康复机器人的稳定性。结果 设计了一种膝踝康复仿生机器人,该机器人满足踝关节三维康复需求,且机构运动空间与踝关节生理运动空间基本重合;误差分析验证了机器人康复运动的稳定性。结论 设计的膝踝康复仿生机器人能够实现踝关节康复;基于仿生结构,解决了机构康复中心与关节康复中心不重合的问题,满足了患者多姿态的康复需要,为踝关节康复运动提供了一种实现途径。
  • 关键词

    膝踝关节康复机器人TRIZ理论仿生动力学

  • 基金项目(Foundation)
    安徽省高校协同创新基金资助项目(GXXT2022053);
  • 文章目录


    1 组合式康复机构设计
    1.1 人体生理结构
    1.2 基于TRIZ理论的机构设计分析
    1.3 膝踝康复仿生机器人构型描述
    1.4 机构自由度分析
    2 康复机构运动学分析
    2.1 踝关节康复角与膝关节输出间角映射
    2.2 踝关节康复机构运动学分析
    3 康复机构工作空间范围分析
    4 动力学仿真分析
    5 结论
  • 引用格式
    [1]王成军,马杰文,程彪.膝踝康复仿生机器人的设计与运动分析[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2024,44(05):28-37.
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