动力式助行器功能适应性研究

发布时间：2017-12-18 08:15

  本文关键词：动力式助行器功能适应性研究

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【摘要】：动力式助行器是能够辅助人体站立及行走的步行装置。动力式助行器穿戴在人体外部,能够对人体进行支撑和保护。能够帮助人们跑的更快,跳的更高,而且能够携带更多更重的东西。动力式助行器主要功能是辅助人体行走,因此它的尺寸是参照人体下肢尺寸测量的数据而设计的。目前多数助行器的腿杆长度都是可调的,避免了使用单一的缺陷。随着科学技术的发展,下肢动力式助行器已从最初的军事领域逐步向更广泛的市场发展。人口老龄化的加快以及各种意外事故的发生,导致越来越多的人在行走功能上的衰退。为了使以上行走功能衰退人群能像正常人一样做到生活自理,研制开发功能适应性较强的下肢动力式助行器成为关键因素。纵观现有动力式助行器的结构设计,发现其足部支撑机构的设计大多仅限于一个平板结构加一些橡胶隔震,这样的刚性结构易使人穿戴时感到不舒适,造成疲劳,而且整个足部支撑机构中没有储能和省力结构,致使使用者需克服更大的阻力、消耗更大的能量来完成基本的动作,这样的设计没有站在以人为本的原则上,无法达到良好的功能适应性。为了使现有下肢动力式助行器的足部支撑机构能够达到缓冲减震,储能的效果,本研究以仿生学为基础,通过对正常人体足部骨骼、肌肉、关节及其运动学、动力学的分析等,对现有助行器足部机构进行结构上的优化,并阐述相关优化的作用,对设计中的主要零件进行计算及校核,最终利用三维建模软件Solidworks建立足部支撑机构的三维模型。最后在虚拟样机软件ADAMS中对本文所做的设计进行仿真分析,仿真结果显示本设计使得助行器带动人体行走时更能接近人体正常步态,并且能够达到减缓冲击力及储能的作用,验证了设计的合理性。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789

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本文编号：1303448