【摘 要】
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腕关节在日常生活或体育活动中活动频率很高,也非常容易发生损伤,其次,中风也是造成腕关节失去活动能力的主要原因,合理科学的康复训练可以加快受损部位痊愈。为了适应腕关节运动轴线错位不相交的特点,开展了运动轴线可调式并联腕关节康复装置的设计及理论研究,主要研究内容如下:从解剖学出发,对人体腕关节的结构特点及运动需求进行了分析,提出了一种基于3-RSR并联机构的腕关节康复机构。该机构具有两转一移三自由度,
【基金项目】
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国家自然科学基金:多转动中心两转一移并联机构的构型设计与转动特性研究（No.51775474）；
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腕关节在日常生活或体育活动中活动频率很高,也非常容易发生损伤,其次,中风也是造成腕关节失去活动能力的主要原因,合理科学的康复训练可以加快受损部位痊愈。为了适应腕关节运动轴线错位不相交的特点,开展了运动轴线可调式并联腕关节康复装置的设计及理论研究,主要研究内容如下:从解剖学出发,对人体腕关节的结构特点及运动需求进行了分析,提出了一种基于3-RSR并联机构的腕关节康复机构。该机构具有两转一移三自由度,能够实现腕关节的掌屈/背屈运动和桡屈/尺屈运动,且可以任意调节转动轴线,进而适应腕关节运动轴线错位的情况,避免二次损伤,使康复效果更好。同时对3-RSR并联机构的位置及工作空间进行了分析,运动范围满足康复需要。机构的结构尺寸参数是影响性能的主要因素,运用性能图谱对动、定平台及杆长进行了优化,得到了最优的组合。基于优化的尺寸参数对机械结构进行了详细的设计,并进行了强度校核,满足使用要求。分析了康复模式,针对被动康复模式,搭建了基于逆动力学模型的控制系统,并基于Simulink中的Simscape模块对其进行了仿真验证。针对主动康复模式,搭建了基于力传感器和陀螺仪的控制系统,并对其控制效果进行了仿真。最后制作了3-RSR运动轴线可调式腕关节康复样机,搭建了控制系统,为降低康复训练乏味性,基于Unity搭建了虚拟样机监控系统及主被动康复训练场景,完成了康复训练实验。
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