腳踝康復機構(gòu)的設計【含CAD圖紙和說明書】
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腳踝康復機構(gòu)的設計
摘要
康復訓練機器人的主要功能是幫助患者完成各種運動功能的恢復訓練,該類產(chǎn)品有行走訓練、手臂運動訓練、脊椎運動訓練等??祻蜋C器人有兩種:輔助型康復機器人和康復訓練機器人。輔助型康復機器人主要是幫助肢體運動有困難的患者完成各種動作,該類產(chǎn)品有機器人輪椅、機器人護士、機器人假肢、機械外骨骼等。
康復機器人是康復醫(yī)學和機器人技術的完美結(jié)合,康復機器人技術在歐美等國家得到了科研工作者和醫(yī)療機構(gòu)的普遍重視,許多研究機構(gòu)都開展了有關的研究工作,近年來取得了一些有價值的成果。對于中風、偏癱、下肢運動機能損傷等患者來說,腳踝康復機構(gòu)有著很好的治療效果。從踝關節(jié)康復理論分析可知,踝關節(jié)共涉及伸屈、內(nèi)外翻、內(nèi)外旋三個自由度,最主要的是伸屈、內(nèi)外翻兩個自由度,也是決定患者是否康復的最主要的兩種運動。而現(xiàn)存的踝關節(jié)康復機構(gòu),大多只能鍛煉踝關節(jié)伸屈這一個自由度,不利于患者的全面康復。
從圖中可知,第一種方案,用一對大錐齒輪完成傳動,第二種方案,用一對直齒輪和一對小錐齒輪代替一對大的錐齒輪。綜合比較利弊,擇優(yōu)選擇,最終決定選用第二種傳動方案,以減小空間尺寸,減輕機構(gòu)重量。
關鍵詞:康復訓練機器人,錐齒輪,腳踝康復機構(gòu)
ABSTRACT
The main function of rehabilitation training robot is to help patients complete recovery training various motor function, these products have a walking training, sports training arm, spine sports training. There are two rehabilitation robot: robot-assisted rehabilitation and rehabilitation robots. Robot-assisted rehabilitation is to help patients with limb movement difficult to complete a variety of actions, such products are wheelchair robots, robot nurses, prosthetic robot, mechanical exoskeleton like.
Rehabilitation robot is the perfect combination of medical rehabilitation and robotics, rehabilitation robotics in Europe and other countries have received widespread attention researchers and medical institutions, many research institutions have carried out relevant research work in recent years has made some valuable results. For patients with stroke, paralysis, lower limb motor function injury, the ankle rehabilitation agencies have a very good therapeutic effect. The two most important from ankle rehabilitation theory analysis, involving a total of ankle flexion, varus, internal and external rotation three degrees of freedom, the most important is flexion, varus two degrees of freedom, in determining whether the patient rehabilitation movement. The existing ankle rehabilitation institutions, most of them only ankle flexion exercise a degree of freedom that is not conducive to a comprehensive rehabilitation of patients.
From the figure, the first option, with a pair of bevel gear transmission is completed, the second solution, using a pair of spur gear and a pair of small bevel gear instead of a pair of bevel gears. Comprehensive comparison of the pros and cons, choose the best, and ultimately decided to use the second transmission scheme to reduce the size of the space, reduce body weight.
Keywords: rehabilitation robotics, bevel gear, ankle rehabilitation agencies
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2 本課題研究的內(nèi)容及方法 1
1.2.1主要的研究內(nèi)容 1
1.2.2設計要求 1
第2章 腳踝康復機構(gòu)方案的設計 3
第3章 踝關節(jié)康復機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計 6
3.1電機驅(qū)動和減速器的選擇 6
3.1.1踝關節(jié)運動角度和擺動速度 6
3.1.2電機、減速器的選擇 6
3.2設計系統(tǒng)尺寸 9
3.2.1確定腳踏板和框架尺寸 9
3.2.2確定傳動方桿尺寸 10
3.2.3確定系統(tǒng)的尺寸圖 10
3.3 齒輪設計與計算 11
3.4 軸的設計與計算 20
3.4.1 輸入軸的設計與計算 20
3.4.2 中間軸的設計與計算 22
3.4.3 輸出軸的設計與計算 25
3.5 軸承的校核 27
3.5.1 輸入軸上軸承壽命計算 27
3.5.2 中間軸上軸承壽命計算 28
3.5.3 輸出軸上軸承壽命計算 29
3.6 鍵的選擇和校核 31
3.6.1 鍵的選擇 31
3.6.2 鍵的校核 31
第4章 機架的設計 32
4.1對機架結(jié)構(gòu)的基本要求 32
4.2機架的結(jié)構(gòu) 33
4.3橫梁設計 34
4.4機架的基本尺寸的確定 34
4.5主要梁的強度校核 34
結(jié)論 37
參考文獻 38
致 謝 39
3
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