本發(fā)明涉及一種康復(fù)機(jī)器人仿真設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，屬于智能電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近些年康復(fù)醫(yī)學(xué)理論的飛速發(fā)展，各類有關(guān)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的康復(fù)理論如雨后春筍般出現(xiàn)，在這些理論的推動(dòng)下，肢體訓(xùn)練機(jī)器人成為了醫(yī)學(xué)康復(fù)研究中一個(gè)研究的熱點(diǎn)，但肢體康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)不同于常見機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它是多門學(xué)科的一個(gè)綜合，它涉及到機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)等許多學(xué)科領(lǐng)域；現(xiàn)有的康復(fù)機(jī)器人現(xiàn)狀種類廣泛，數(shù)量眾多，但仍存在一些遺留的問題，市面常見上的一些康復(fù)訓(xùn)練器產(chǎn)品較多，訓(xùn)練效果還比較理想，但其多為固定軌跡，當(dāng)不同體型和性別的人群使用時(shí)，身體可能會(huì)產(chǎn)生不舒服的感覺，同時(shí)還會(huì)帶來運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果下降的現(xiàn)象，并且大部分康復(fù)訓(xùn)練器產(chǎn)品的軌跡只是簡(jiǎn)單的固定軌跡，沒有與人體步態(tài)軌跡相符合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

（一）要解決的技術(shù)問題

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)人體肢體狀況和普通成年人的行走步態(tài)軌跡分析，來確定合適患者訓(xùn)練的目標(biāo)軌跡，更好地使患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，以達(dá)到預(yù)期的訓(xùn)練效果。

（二）技術(shù)方案

本發(fā)明的下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

第一步：人體下肢運(yùn)動(dòng)規(guī)律探尋，對(duì)下肢傷殘患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療，不僅需要了解人體下肢的基本構(gòu)造，找到日常生活中下肢的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，還要認(rèn)真分析普通人在完成常用的動(dòng)作(如正常步行)時(shí)腳步在空間中運(yùn)動(dòng)的軌跡以及各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

第二步：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案的探討和分析，根據(jù)目標(biāo)步態(tài)軌跡，通過查找有關(guān)資料，參考一些國(guó)內(nèi)外肢體康復(fù)機(jī)器人的研究成果，尋找合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合適機(jī)構(gòu)模仿腳步的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

第三步：機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，用矢量法對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，了解下肢康復(fù)機(jī)器人在工作狀態(tài)下各桿件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)分析患者腿部在跟隨運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)關(guān)節(jié)和腳部的位移、角速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)與機(jī)構(gòu)中曲柄運(yùn)動(dòng)位置的關(guān)系；

第四步：機(jī)構(gòu)的仿真分析及不同初始狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，使用Pro/E對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行初始建模，并運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真，并探索桿件不同的位置參數(shù)對(duì)軌跡影響(求解敏感度)，根據(jù)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

（三）有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)人體肢體狀況和普通成年人的行走步態(tài)軌跡分析，來確定合適患者訓(xùn)練的目標(biāo)軌跡，更好地使患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，以達(dá)到預(yù)期的訓(xùn)練效果。

具體實(shí)施方式

一種下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

第一步：人體下肢運(yùn)動(dòng)規(guī)律探尋，對(duì)下肢傷殘患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療，不僅需要了解人體下肢的基本構(gòu)造，找到日常生活中下肢的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，還要認(rèn)真分析普通人在完成常用的動(dòng)作(如正常步行)時(shí)腳步在空間中運(yùn)動(dòng)的軌跡以及各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

第二步：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案的探討和分析，根據(jù)目標(biāo)步態(tài)軌跡，通過查找有關(guān)資料，參考一些國(guó)內(nèi)外肢體康復(fù)機(jī)器人的研究成果，尋找合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合適機(jī)構(gòu)模仿腳步的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

第三步：機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，用矢量法對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，了解下肢康復(fù)機(jī)器人在工作狀態(tài)下各桿件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)分析患者腿部在跟隨運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)關(guān)節(jié)和腳部的位移、角速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)與機(jī)構(gòu)中曲柄運(yùn)動(dòng)位置的關(guān)系；

第四步：機(jī)構(gòu)的仿真分析及不同初始狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，使用Pro/E對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行初始建模，并運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真，并探索桿件不同的位置參數(shù)對(duì)軌跡影響(求解敏感度)，根據(jù)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。