踝关节既是负重关节,又是人体与地面接触的枢纽。踝关节损伤是一种常见骨关节损伤,如果得不到良好的康复治疗,会留下各种后遗症,影响人们的生活质量。目前,用于踝关节康复的产品多为功能单一的器械,使用不当易造成踝关节的再次损伤。国内外已经开展了利用机器人技术对踝关节损伤康复治疗的研究。本文开展的研究工作主要有以下几个方面:一、在对踝关节的解剖结构、损伤机理和运动形式进行了深入的探讨和研究的基础上,提出了踝关节康复机器人的基本要求。结合踝关节的结构特点,描述了用于踝关节康复训练的四种训练模式的康复机理。经对各种并联机构进行比较、分析和研究,提出了一种3-RUPUR/RU并联机构的构型运用于踝关节康复训练。二、用一种简单的几何法对3-RUPUR/RU型并联机构的反解进行了求解,并用数值法得到了一组正解。另外,在推导出速度雅可比矩阵的基础上,求出了力矩雅可比矩阵的解析表达式,为后续驱动电机的选取及控制系统设计奠定了基础。三、根据确定的结构参数,运用UG软件建立了3-RUPUR/RU踝关节康复并联机器人的实体模型,并在ADAMS软件中进行了运动学仿真,避免了繁琐复杂的公式推导,分析过程直观形象,结果准确,验证了设计的正确性与合理性。四、完成了3-RUPUR/RU踝关节康复并联机器人关键部件的结构设计及参数确定。确定驱动杆与机器人两平台间采用RU组合铰链连接的形式,并完成了Hook铰的设计。设计了采用分装式电机连接的丝杠副结构,该结构紧凑美观,对称性好,惯性小,可有效提高机器人的控制精度。