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机械传动2024年第04期:下肢穿戴式助行器结构设计与仿真分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王新;鄢沛峰;

单位:华北理工大学轻工学院;华北理工大学机械工程学院;

摘要:设计了一款下肢穿戴式助行器,主要作用是辅助脑卒中、偏瘫等有下肢运动障碍的患者进行日常行走活动。首先,在对下肢运动机制、关节结构以及自由度组成分析的基础上,建立了下肢穿戴式助行器的三维结构模型;应用三维红外动作捕捉系统采集正常人行走步态数据,拟合出对应关节角度曲线;建立助行器简化D-H模型,对助行器进行了运动学建模分析;将动作捕捉实验(简称动捕实验)采集的步态数据作为仿真驱动,对助行器进行了运动学仿真验证。结果表明,仿真得到的关节角度变化曲线与实验采集到的角度曲线基本一致,角速度变化曲线与踝关节质心位置变化曲线符合正常人体行走规律,验证了下肢穿戴式助行器的结构设计的合理性。

关键词:下肢穿戴式助行器;;下肢运动机制;;动作捕捉实验;;运动学建模;;运动学仿真