踏轮式下肢康复训练床人机模型的建立和仿真研究

摘要

为实现精准康复,满足日益增多的因患病、运动神经损伤等导致下肢运动功能障碍的患者的康复需求,提出一种既适用于医院也适用于家庭的智能踏轮式下肢康复训练床。下肢康复训练床由床体和踏轮组成。床体包括床身和升降机构,床身分别由靠背、坐板、腿板、脚板构成,升降机构由剪叉式升降机构和底座构成。踏轮整体采用“电动推杆+脚踏轮”方式,由翻转机构与电机模块组成。下肢康复训练床的三维建模,根据人体惯性参数和我国成年人人体尺寸等数据,分析人体关节的活动度,运用UG软件进行,建立多位姿人机模型,找出影响关节活动度的因素,利用MATLAB和ADAMS进行二因素三水平试验的联合仿真,得出关节角度随时间变化曲线,判断患者在进行下肢康复训练时髋关节、膝关节的角度范围是否在正常范围内。下肢康复训练床可以让患者采用多位姿的康复训练模式,从人机相容性和人机舒适性出发,建立坐卧和斜躺的人机模型并加以分析。