机械5

摘要随着社会的发展，医疗辅助机器人日益出现在我们的视线里，现在应用在医疗领域，最为大家熟知的是使用的机器人来进行精密手术的控制。现在出现各种各样的康复机器人，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。 目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展,也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。现在由于各种原因造成肢体的残疾的患者在人工辅助运动的时候需要耗费很大的人力，在现在日益老龄化和快节奏的生活里，很难对需要帮助的人一个完善系统的康复训练，所以希望设计一款代替人工的康复椅，给予需要帮助的人一个系统的恢复。 本文主要主要研究对下肢康复机器人的设计和虚拟样机的仿真，本文的主要重点是六自由度平台的建模和设计。通过对平台的控制来精确的控制来实现坐在椅子上人的腰背部的运动，通过控制丝杠的运动来控制人的腿部的运动，模拟人身体的运动，被动的使患者的肌肉得到运动，防止肌肉的萎缩。先在solidworks中进行三维建模，根据人体工学，建立的模型符合人的身体比例。通过对六自由度平台的搜集资料，最后决定采用电液控制的摸设计，设计液压回路实现复杂的运动。在进行adams仿真时，六自由度平台的仿真时重点，对于多自由度的机器人的仿真，通过反求，求出液压缸的运动轨迹，然后在通过正求，加载每个液压缸的运动轨迹，从而完成仿真。多功能康复椅的应用前景广泛，需要进一步的完善。 关键词：康复椅、并联机器人、六自由度平台、adams仿真 目录 摘要II Abstract III 第一章绪论1 1.1康复机器人的简介1 1.2下肢康复椅的研究现状2 1.2.1康复机器人的发展2 1.2.2国内外康复机器人的现状2 1.3下肢康复机器人的设计及其意义3 1.4本章小结4 第二章康复机器人的执行机构设计5 2.1康复机器人的服务对象研究5 2.1.1康复机器人的需求调查5 2.1.2康复机器人适用对象的调查5 2.2康复机器人的整体设计及其原理6 2.3康复椅的六自由度平台的设计7 2.3.1六自由度平台的简介7 2.3.2液压六自由度平台的结构设计7 2.4前肢运动的设计9 2.5脚腕部分的设计11 第三章康复椅的主要控制机构的设计12 3.1康复椅中六自由度平台的控制方案12 3.1.1液压六自由度平台的控制原理12 3.1.2主要参数元件的设计及选择14 3.1.3六自由度液压油箱的设计及其计算18 3.2驱动前肢的丝杠部分的控制方案22 3.3本章小结23 第四章多功能康复椅的Adams仿真分析24 4.1虚拟样机与Adams仿真分析简介24 4.2康复椅中六自由度平台Adams中建模的过程25 4.2.1 adams建模25 4.2.2模型约束和驱动的添加26 4.3六自由度平台空间位置的计算28 4.4反解研究液压平台的运动规律29 4.4.1由反解加载驱动控制29 4.4.2不同情况下各个液压缸的运动规律30 4.5正解液压平台的运动规律41 4.6前肢部分的仿真模拟44 4.7联合仿真45 4.8本章小结48 第五章结论与展望49 参考文献51 致谢52