吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (5): 1532-1539.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201605022
刘坤1, 叶明1, 李超1, 闫鹏飞1, 刘晋侨2
LIU Kun1, YE Ming1, LI Chao1, YAN Peng-fei1, LIU Jin-qiao2
摘要: 通过建立人体运动生物力学模型研究了健康人体站起运动轨迹,设计了多自由度臂式下肢康复训练机械结构并对其进行了有限元分析与优化。通过实验研究了人体站起过程中各关节部位的角度变化,为下肢康复训练设备控制提供了参考。分析结果表明,对人体运动生物力学模型的研究和实验所得的数据能够对下肢智能康复训练方法提供有效参考,而本文所设计的机械结构符合使用环境下的力学性能要求,并且具有质量轻、占地少和成本低等优点,适于临床应用和产品化推广。
中图分类号:
[1] 刘坤,赵建琛,韩宣. 基于非侵入式虚拟传感方法的下肢关节运动学检测[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2015,45(1): 145-152. Liu Kun, Zhao Jian-chen, Han Xuan. Assessment and analysis of lower limb joint kinematics based on non-intrusive virtual sensing method[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2015,45(1):145-152. [2] 刘翠华,张盘德,容小川,等. 功能性电刺激同步虚拟现实技术对脑卒中患者下肢运动功能障碍的影响[J]. 中国康复医学杂志, 2014, 29(8): 736-739. Liu Cui-hua, Zhang Pan-de, Rong Xiao-chuan, et al. Effects of functional electrical stimulation synchronized with virtual reality technology on lower limbs dysfunction after stroke[J]. Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 2014, 29(8): 736-739. [3] 颜华,张惠佳,李惠枝,等. 肌电生物反馈电刺激治疗偏瘫型脑瘫下肢运动功能障碍的疗效观察[J]. 中国康复理论与实践, 2011,17(10): 986-989. Yan Hua, Zhang Hui-jia, Li Hui-zhi, et al. Effects of electromyographic biofeedback electric stimulation therapy on lower extremities motor dysfunction in spastic hemiplegic cerebral palsy[J]. Chinese Journal of Rehabilitation Theory and Practice, 2011 ,17(10): 986-989. [4] 刘坤,赵建琛,曹恩国,等. 基于下肢动力学检测分析的站起康复训练机器人控制[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2015,45(3): 837-843. Liu Kun, Zhao Jian-chen, Cao En-guo, et al. Control methods for standing-up rehabilitation robot based on estimation and analysis of lower limb kinetics[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2015,45(3): 837-843. [5] 刘智岚,贾杰,谢臻,等. 足下垂刺激仪对脑卒中足下垂患者下肢运动功能的影响[J]. 中华物理医学与康复杂志, 2015 (6): 416-420. Liu Zhi-lan, Jia Jie, Xie Zhen, et al. The effects of foot drop stimulation on lower limb motor function after stroke[J]. Chinese Jounal of Physical Medical Medicine and Rehabilit, 2015 (6): 416-420. [6] Burnfield J M, McCrory B, Shu Y, et al. Comparative kinematic and electromyographic assessment of clinician-and device-assisted sit-to-stand transfers in patients with stroke[J]. Physical Therapy, 2013, 93(10): 1331-1341. [7] Burnfield J M, Shu Y, Buster T W, et al. Kinematic and electromyographic analyses of normal and device-assisted sit-to-stand transfers[J]. Gait & Posture, 2012, 36(3): 516-522. [8] Kamnik R, Bajd T. Standing-up robot: an assistive rehabilitative device for training and assessment[J]. Journal of Medical Engineering & Technology, 2004, 28(2): 74-80. [9] Tsukahara A, Kawanishi R, Hasegawa Y, et al. Sit-to-stand and stand-to-sit transfer support for complete paraplegic patients with robot suit HAL[J]. Advanced Robotics, 2010, 24(11): 1615-1638. [10] 张立勋,赵凌燕,胡明茂. 下肢康复训练机器人的重心轨迹控制研究[J]. 应用科技,2005,32(4): 54-56. Zhang Li-xun, Zhao Ling-yan, Hu Ming-mao. Study of COM-control system of lower limbs rehabilitative robot[J]. Applied Science and Technology, 2005, 32(4): 54-56. [11] Veneman J F, Kruidhof R, Hekman E E G, et al. Design and evaluation of the LOPES exoskeleton robot for interactive gait rehabilitation[J]. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering,2007, 15(3): 379-386. [12] Schmidt H, Stefan H, Rolf B, et al. Haptic Walker-a novel haptic foot device[J]. ACM Transactions on Applied Perception, 2005, 2(3): 166-180. [13] 娄军强, 魏燕定, 杨依领, 等.空间柔性机械臂弯扭耦合振动的主动控制研究[J]. 振动工程学报,2014,27(3):400-407. Lou Jun-qiang, Wei Yan-ding,Yang Yi-ling, et al. Active control of bending-torsion-coupled vibration of a space flexible manipulator[J].Journal of Vibration Engineering, 2014,27(3):400-407. [14] Mughal A M, Iqbal K. A fuzzy biomechanical model with H 2 control system for sit-to-stand movement[C]∥American Control Conference,Minneapolis, M N, 2006: 3427-3432. |
[1] | 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776. |
[2] | 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786. |
[3] | 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507. |
[4] | 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514. |
[5] | 栾鑫, 邓卫, 程琳, 陈新元. 特大城市居民出行方式选择行为的混合Logit模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1029-1036. |
[6] | 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105. |
[7] | 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113. |
[8] | 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123. |
[9] | 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132. |
[10] | 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139. |
[11] | 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146. |
[12] | 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780. |
[13] | 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786. |
[14] | 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795. |
[15] | 陈忠敏, 侯力, 段阳, 张祺, 杨忠学, 蒋易强. 新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 174-185. |
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