【正文】 段時間中日趨完善，這個機器人稱得上腿部驅(qū)動減重步行康復(fù)訓(xùn)練機器人的典型代表。 LOKOMAT 康復(fù) 機器人能夠 監(jiān)測和評價患者的訓(xùn)練過程 ，并且 LOKOMAT 全自動 式 機器人有基礎(chǔ)型、專業(yè)型和兒童型三種配置類型 ， 訓(xùn)練 的過程和方法， 可 依 據(jù)患者 的自身實際的 情況 來進(jìn)行相應(yīng)的 調(diào)整 [6]。 HAL5 能夠幫助患者完成生活中的一系列的簡單的動作 。 該機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊， 控制方便， 屈曲角度大等優(yōu)點，但此機器人的髖、膝關(guān)節(jié)處的驅(qū)動器的軸的徑向尺寸較大 [7]。t Berlin, FUB )早已經(jīng)開展了有關(guān)康復(fù)訓(xùn)練機器人的研究工作，研制成果有很多，典型作品之一是在 20xx 年研制成功的機械式康復(fù)訓(xùn)練器 [912] ( Mechanical Gait Training, MGT )。 圖 康復(fù)訓(xùn)練器原理圖 圖 踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練機器人 美國的 RUTGERS 大學(xué)研制出了 RUTGER 踝部康復(fù)訓(xùn)練機器人樣機 [13]， (如圖）。在加州大學(xué)歐文分校，科研人員設(shè)計出了 PAM 骨盆輔助機械手，是用一對三自由度氣缸作為驅(qū)動裝置，對人體骨盆進(jìn)行控制。伸 30176。伸 20176。 圖 草圖 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 工作安排 第 1— 2 周 搜集各種 設(shè)計 資料 及論文 文獻(xiàn)，分類整理 收集 到的資料文獻(xiàn) ， ，完成文獻(xiàn) 的 綜述， 并書寫 畢業(yè)設(shè)計 的 前期報告。該裝置能夠隨時檢測出患者健肢的運動參數(shù)，并且生成步態(tài)模型，患肢以此模型作為運動的參考 [16]。 健肢機構(gòu) 健肢側(cè)機構(gòu)包括 三部分： 外骨骼式 的 關(guān)節(jié)運動參數(shù)檢測裝置、 應(yīng)用 平面四桿結(jié)構(gòu)的原地步行 系統(tǒng) ， 和 力檢測裝置 ，（ 如圖 ） 。四連桿原地步行裝置中，步進(jìn)電機與減速器相連，減速器與磁流變阻尼器相連，為機構(gòu)的運動提供驅(qū)動力矩或阻尼力矩，并且腳部支撐始終與地面保持平行。健肢在運動過程中帶動外框動，此時彈簧受壓，壓力傳感器產(chǎn)生信號，依據(jù)所采集到的信號進(jìn)行電機驅(qū)動 [20]， (如 圖）。小腿板設(shè)計也是如此，此處重復(fù)省略介紹。 2 就是傳感器。 圖 髖關(guān)節(jié) 圖 髖關(guān)節(jié)連接件 膝關(guān)節(jié) 膝關(guān)節(jié)的連接需要連接大腿調(diào)節(jié)板和小腿連接板，并且要保證膝關(guān)節(jié)的自由度的實現(xiàn)，（如圖 ）。 6是聯(lián)軸器 ，連接了膝關(guān)節(jié)軸（如圖 ）與傳感器軸，固定在連接件 5上，并且 5固定在3 上，與大腿板同步轉(zhuǎn)動。 圖 踝關(guān)節(jié) 圖 踝關(guān)節(jié)軸 電機驅(qū)動、液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動 是 機器人系統(tǒng) 經(jīng)常使用 的三種驅(qū)動方式。所以，本次的設(shè)計使用步進(jìn) 電機 [21]。 （ 2） 磁電式步進(jìn)電動機 磁電式的步進(jìn)電動機不僅結(jié)構(gòu)非常簡單，而且可靠性高，價格低廉， 應(yīng)用范圍很廣。混合式的步進(jìn)電動機綜合有以上兩種電機的優(yōu)點，電動機精度高，步距角小，工作頻率高，且功耗小，效率高。 （ 2） 步過電機 轉(zhuǎn)矩 的選擇 步進(jìn)電機的保持轉(zhuǎn)矩 [23]， 相當(dāng)于 傳統(tǒng)電機的“功率”。 Tf 力矩負(fù)載： Tf = G 圖 力矩曲線圖 （ 3） 步過電機轉(zhuǎn)速的選擇 轉(zhuǎn)速 與 電機的輸出轉(zhuǎn)矩成反比 ，所以也需要考慮。 為選擇合適的尺寸驅(qū)動馬達(dá)，可估計機器人每個關(guān)節(jié)的扭矩和功率。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 18 圖 1103HB125433 步進(jìn)電機 圖 步進(jìn)電機的技術(shù)參數(shù) 行星減速器 下圖為與 1103HB125433 步進(jìn)電機相配的 行星 減速箱，電機的保持轉(zhuǎn)矩為 8 N*m，故選擇速比為 6 的減速器，即為 110HJ6， (如圖 )。與摩擦傳動不同，嚙合傳動能確保傳動比的準(zhǔn)確性，并且可用在功率較大的地方。根據(jù)實際要求和功能的實現(xiàn)，我們選擇了固定式剛性聯(lián)軸器。根據(jù)所需聯(lián)軸器所傳遞的轉(zhuǎn)矩不 同來選擇不同的聯(lián)軸器，選擇的型號是 GB/T 5843— 20xx 。根據(jù)設(shè)計的整體內(nèi)容，需要選擇錐齒輪，（如圖 ）。 按軸線的形狀分類，軸可以分為曲軸和直軸，使用曲軸的地方不是很多，大多數(shù)使用的是直軸。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該遵循一定的原則：一是節(jié)約使用材料，減少軸的重量，最好使用截面系數(shù)相對較大的截面形狀的軸；二是設(shè)計出的軸，要使按裝在上面的零、部件更容易拆裝，修理，軸上的零件有精確的安裝位置；三是其結(jié)構(gòu)應(yīng)該能提高其強度，減小出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象；四是所設(shè)計的軸應(yīng)該易于制造加工，并且能保證其精度。為了改善碳素鋼力學(xué)性能，要進(jìn)行 正火或調(diào)質(zhì)處理。小齒輪軸中， 1 鍵槽與聯(lián)軸器配合，3 鍵槽與齒輪配合， 2 為軸間，深溝球定位在此軸間上，保證了軸向定位。其中，聯(lián)軸器的效率為 ，軸承效率為 ，其他動作部分的效率為 . 在選擇步進(jìn)電機和減速箱時，我們已經(jīng)確定了電機型號為 1103HB125433，其額定電流是 A，保持轉(zhuǎn)矩為 8 N*m ，重量為 5KG ，工作時電壓為 36V，發(fā)送功率是 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 22 W ，選擇的減速箱型號 是 110HJ6，這種減速箱的最大輸出轉(zhuǎn)矩為 180 N*M 。 3是平行四邊形機構(gòu)的加強版結(jié)構(gòu)，提高了機構(gòu)的剛度。 7和 4 是相對應(yīng)的軸承座。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。最后，使用autocad 繪制了二維裝配圖，結(jié)束了本此課題的設(shè)計。37(6):693700. [6] 郝正偉 ,劉丹 ,馬素慧 ,李建民 ,郭霞 ,趙雅寧 . Lokomat 康復(fù)訓(xùn)練機器人對腦卒河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 26 中患者下肢運動功能恢復(fù)的影響 [J]. 山東醫(yī)藥 . 20xx(28) [7] 王人成 ,程方 ,賈曉紅 ,等 .減重步行康復(fù)機器人研究進(jìn)展 [J].康復(fù)醫(yī)學(xué)工程 ,20xx,23(4):366368. [8] 陳峰 .可穿戴型助力機器人技術(shù)研究 [D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文 .20xx:311. [9] TA Thrasher, MR Popovic. “Functional electrical stimulation of walking: Function, exercise and rehabilitation” Annales Readapt Med Phys. 20xx。29(1):5961. [16] 張曉超，顏慶，張立勛 .一種新型三自由度下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人步態(tài)機構(gòu)運動分析及仿真 .自動化技術(shù)與應(yīng)用， 20xx,24（ 3）： 3235. [17] 張立勛，夏昊昕，王嵐 .下肢康復(fù)巡禮 .應(yīng)用科技， 20xx,31（ 2）： 37. [18] 程方 ,賈曉紅 ,王人成 ,等 .減重步行康復(fù)機器人研究進(jìn)展 [J].康復(fù)醫(yī)學(xué)工程 ,20xx,23(4):366368. [19] 陳峰 .可穿戴型助力機器人技術(shù)研究 [D].中國科學(xué)技術(shù) 大學(xué)博士學(xué)位論文 .20xx:311. [20] 趙唯偉 . 臥式下肢康復(fù)機器人控制系統(tǒng)研究 [21] 余暉 . 可穿戴式三自由度踝足運動康復(fù)外骨骼系統(tǒng)研究與開發(fā) [D]. 浙江大學(xué) 20xx [22] 羅安 . 步進(jìn)電動機的最優(yōu)控制 [J]. 微電機 . 1996(02) [23] 馮志華 . 步進(jìn)電機運行精度分析及細(xì)分電路的合理使用 [J]. 微電機 . 1995(04) [24] 關(guān)保國 ,鐘偉弘 ,張善青 . 步進(jìn)電機的驅(qū)動及微機控制 [J]. 天津理工學(xué)院學(xué)報 . 20xx(02) [25] 機電傳動控制（第五版 ） /孟清秀 鄧星鐘 等編著 .— 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 27 致 謝 論文寫到這里，不免有些傷感，完成本次課題的設(shè)計也就意味著，大學(xué)本科四年的學(xué)習(xí)生活即將