并联式踝关节康复机器人的运动学分析及其优化

作者：芦风林,张彦斌,王科明,等. 日期：2022-11-22/span> 浏览：546 查看PDF文档

摘要:针对踝关节损伤患者的康复训练需求,提出了一种基于2RURU/RR并联机构的新型人体踝关节康复训练机器人。首先,利用螺旋理论分析了机构运动输出特性和自由度计算,推导出了机构的姿态角位移和角速度方程,并基于数值搜索法求解出了机构的工作空间;然后,利用运动/力传递性能指标对机构进行了运动性能分析,绘制出了机构的性能分布图谱,借助全域传递性能指标对机构进行了优化设计;最后,基于ADAMS进行了运动学仿真,搭建了踝关节康复机器人物理样机,并进行了康复运动试验。实验结果表明:该踝关节康复机器人的转动中心可调,并且具有无耦合的运动学特性;经过优化后机构的优质传递工作空间占比提高了10.8%。运动学仿真和物理样机研究结果表明:康复机器人的运动范围完全能够满足人体踝关节的康复训练要求,该研究可以为此并联式踝关节康复机器人的研发提供理论参考。

关键词:医药卫生器械;医疗康复机器人;机构学;并联机构;机构工作空间;运动性能指标;运动学仿真

中图分类号:TH781;TH112;TP242文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)09-1303-09


本文引用格式:

芦风林,张彦斌,王科明,等.并联式踝关节康复机器人的运动学分析及其优化［J］.机电工程,2022,39(9):1303-1311.

LU Feng-lin, ZHANG Yan-bin, WANG Ke-ming, et al. Kinematics analysis and optimization of parallel ankle rehabilitation robot［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(9):1303-1311.