新型RR-RURU踝关节康复机器人机构的设计与分析

摘要

基于无耦合RR-RURU转动并联机构设计出一种新型踝关节康复机器人.利用螺旋理论对机构进行了运动输出特性分析和自由度计算;推导出机构动平台的姿态方程和角速度方程,讨论了机构满足运动学完全各向同性的结构条件;根据机构分支运动链的运动螺旋系的线性相关性,分析了机构的运动学奇异性并给出其奇异位形;研究了机构的工作空间,得到其可达工作空间的三维图形.绘制出新型踝关节康复机器人的CAD模型,利用临床医学步态分析数据(CGA)得到其输出角位移曲线,并对其动力学进行了虚拟样机仿真.研究结果为该新型踝关节康复机器人的样机试制提供了理论基础.