摘要
本文设计了一种可辅助下肢康复的可穿戴装置。该装置包括面向不同身高人群的适应性机构部分、动力驱动机构部分、控制系统部分以及其他辅助部分。本文内容包括： (1) 对下肢关节的运动机理研究，确定关节自由度。
(2) 简化下肢机械模型，进行动力学分析，确定方案可行性。基于 OpenSim建立仿真模型，获取下肢各关节的角度运动范围、角速度以及关节处驱动力矩数据，对结果进行分析。
(3) 设计面向不同身高患者的适应性机构与动力驱动机构，完成标准零部件选型和重要非标准件的尺寸设计。
(4) 对齿轮等部件进行强度校核，同时，对轴这类受载情况简单的部件，进行有限元强度和刚度校核。
(5) 对可穿戴装置的控制系统进行了设计，包括控制策略、各感知模块的具体设计，详述了控制系统的工作过程。
本设计装置结构简单，自动化程度高，成本适中，有较强的实用性。同时，部分设计方案可为类似产品的研究提供参考。
关键词：下肢康复；OpenSim；运动学分析；机械结构；控制系统。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 5
1.1 引言 5
1.2 国内外研究现状 5
1.3研究内容与预期目标 6
1.3.1研究内容 6
1.3.2 预期目标 6
2下肢运动分析及参数获取 7
2.1本节研究目的 7
2.2理论建模与分析 7
2.3运动学模型与仿真分析 8
2.3.1运动学模型分析 8
2.3.2仿真模型建立 10
2.3.3仿真结果分析 11
3面向不同身高人群的适应性装置设计 16
3.1本章研究目的 16
3.2机构方案设计与确定 16
3.3适应性机构反馈装置设计 17
3.4 适应性机构传装置设计 18
3.5适应性机构负载计算与选型 19
3.6适应性机构的保护装置设计 20
4可穿戴装置的动力驱动机构设计 22
4.1 动力驱动机构方案设计 22
4.2谐波减速器选型 22
4.3力矩电机型号确定 23
5可穿戴装置零部件设计与校核 25
5.1可穿戴装置零部件设计 25
5.1.1可穿戴装置零部件设计 25
5.1.2谐波减速器输出轴尺寸设计 25
5.2关键零部件校核 26
5.3基于有限元分析的轴的强度和刚度校核 28
6可穿戴装置控制系统设计 32
6.1 装置控制策略设计 32
6.2 姿态感知模块设计 32
6.3 运动控制模块设计 32
6.4 可穿戴装置控制系统的工作过程 33
结 论 34
参 考 文 献 35
说明书
三维模型
文件列表
