上肢康复训练机器人的设计研究

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康复机器人技术是一门涵盖了医疗康复学、机械动力学、计算机仿真学以及机器人制造技术等多学科的新型交叉研究领域。在欧美等发达国家,康复机器人技术已经得到了科研工作者和医疗机构的普遍重视,并取得了一些有价值的研究成果。但在我国,由于人口众多,医疗机构分布不均匀,治疗师水平参差不齐,康复医学事业正处于起步阶段。因此,运用现代医学技术和机电技术相结合,大力发展康复机器人技术,对解决我国康复事业的实际问题有着重要的意义。随着康复机器人的研究和使用,可以进一步取代传统的治疗手段,对治疗过程进行量化,提高治疗的效果和效率。同时,改变患者只能去医院或者诊所治疗的方式,减少地域和空间的限制,降低治疗的成本。因此,康复机器人的设计和使用,在现代康复医学上有着康复的应用前景。  本文分析了上肢康复机器人的国内外的发展现状,讨论了康复医学理论中关于康复训练的方法、过程,总结出对康复机器人设计的要求。按照要求,设计了一种新型的上肢康复机器人。该机器人利用曲柄摇杆机构,并根据中国成年人上肢运动的范围,确定了康复机器人的机构尺寸,并留有一定余量,以适应不同身高患者和在不同康复状态下训练使用。  结合相关行业的规定,在确定了曲柄摇杆机构的尺寸后,利用Matlab/Simulik对所推导的尺寸进行了轨迹仿真和静力分析,仿真表明,所选择的尺寸是符合人体上肢康复训练的。在此基础上,详细设计了装置的动力传动部分,最后对所设计的运动装置进行了简要的运动分析。  文章的最后,总结了本文设计的人体上肢康复训练机器人的优缺点,并对进一步工作的方向做了简要的探讨。
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