新型绳驱动并联踝关节康复机构设计及分析
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第12-13页 |
| 1.2 踝关节康复医疗器械的发展现状 | 第13-14页 |
| 1.3 踝关节康复机器人 | 第14-18页 |
| 1.3.1 国内外踝关节康复机器人的研究现状 | 第14-18页 |
| 1.3.2 现有踝关节康复机器人的不足 | 第18页 |
| 1.4 绳驱动并联机构的研究现状 | 第18-22页 |
| 1.4.1 绳驱动并联机构的理论研究 | 第18-19页 |
| 1.4.2 绳驱动并联机构的应用 | 第19-22页 |
| 1.5 课题的研究内容 | 第22-24页 |
| 2 绳驱动踝关节康复机构的设计研究 | 第24-42页 |
| 2.1 踝关节相关医学机理和康复训练 | 第24-30页 |
| 2.1.1 踝关节解剖学结构及运动功能分析 | 第24-27页 |
| 2.1.2 踝关节损伤与康复治疗 | 第27-30页 |
| 2.2 绳驱动踝关节康复机构设计的基本原则 | 第30页 |
| 2.3 绳驱动踝关节康复机构的原理设计 | 第30-33页 |
| 2.4 绳驱动踝关节康复机构结构设计 | 第33-40页 |
| 2.4.1 具有位置反馈的等效球副结构设计 | 第33-34页 |
| 2.4.2 绳索传动机构与动平台结构设计 | 第34-35页 |
| 2.4.3 绳张力检测机构结构设计 | 第35-36页 |
| 2.4.4 驱动机构设计 | 第36-38页 |
| 2.4.5 绳驱动踝关节康复机构总体结构设计 | 第38-40页 |
| 2.5 绳驱动踝关节康复机构自由度分析 | 第40-41页 |
| 2.6 本章小结 | 第41-42页 |
| 3 绳驱动踝关节康复机构的运动学分析 | 第42-58页 |
| 3.1 机构位姿的欧拉角描述 | 第42-43页 |
| 3.2 机构结构参数及坐标系的建立 | 第43-45页 |
| 3.3 机构位置反解 | 第45-46页 |
| 3.4 机构位置正解 | 第46-50页 |
| 3.4.1 解析法 | 第46-49页 |
| 3.4.2 Newton-Raphson迭代法 | 第49-50页 |
| 3.5 机构位置正反解模型正确性的验证 | 第50-52页 |
| 3.6 绳驱动踝关节康复机构的速度分析 | 第52-54页 |
| 3.7 绳驱动踝关节康复机构的加速度分析 | 第54-55页 |
| 3.8 数值计算及运动学仿真 | 第55-56页 |
| 3.9 本章小结 | 第56-58页 |
| 4 绳驱动踝关节康复机构工作空间及张力分配 | 第58-74页 |
| 4.1 绳驱动并联机构力可控工作空间 | 第58-59页 |
| 4.2 绳驱动踝关节康复机构静力学分析 | 第59-61页 |
| 4.3 绳驱动踝关节康复机构工作空间 | 第61-69页 |
| 4.3.1 绳驱动踝关节康复机构力可控工作空间 | 第61-63页 |
| 4.3.2 绳驱动踝关节康复机构绳索张力分配 | 第63-65页 |
| 4.3.3 绳驱动踝关节康复机构力可调工作空间 | 第65-69页 |
| 4.4 驱动绳索拉力分布的优化研究 | 第69-71页 |
| 4.4.1 绳索拉力的最低解、最高解及最优解 | 第69页 |
| 4.4.2 绳驱动踝关节康复机构绳拉力的最优解 | 第69-70页 |
| 4.4.3 仿真分析 | 第70-71页 |
| 4.5 本章小结 | 第71-74页 |
| 5 绳驱动踝关节康复机构动力学及工作性能分析 | 第74-88页 |
| 5.1 绳驱动踝关节康复机构动力学模型 | 第74-77页 |
| 5.1.1 动平台的动力学模型 | 第74-75页 |
| 5.1.2 驱动器的动力学模型 | 第75-76页 |
| 5.1.3 踝关节康复机构系统动力学模型 | 第76-77页 |
| 5.2 绳驱动踝关节康复机构的灵巧性 | 第77-79页 |
| 5.3 绳驱动踝关节康复机构的奇异性 | 第79-82页 |
| 5.3.1 奇异的分类及一般求解方法 | 第79-80页 |
| 5.3.2 绳驱动踝关节康复机构的奇异性分析 | 第80-82页 |
| 5.4 静刚度分析 | 第82-87页 |
| 5.4.1 刚度矩阵 | 第83-84页 |
| 5.4.2 刚度分布的评价指标 | 第84-85页 |
| 5.4.3 刚度数值计算与分布评价 | 第85-87页 |
| 5.5 本章小结 | 第87-88页 |
| 6 绳驱动踝关节康复机构的仿真与轨迹规划 | 第88-100页 |
| 6.1 绳驱动踝关节康复机构虚拟样机建模 | 第88-89页 |
| 6.2 绳驱动踝关节康复机构逆运动学仿真 | 第89-93页 |
| 6.3 康复运动轨迹规划与仿真 | 第93-99页 |
| 6.3.1 轨迹规划 | 第93-97页 |
| 6.3.2 仿真研究 | 第97-99页 |
| 6.4 本章小结 | 第99-100页 |
| 7 总结与展望 | 第100-104页 |
| 7.1 工作总结 | 第100-101页 |
| 7.2 研究展望 | 第101-104页 |
| 参考文献 | 第104-110页 |
| 附录A | 第110-112页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第112-116页 |
| 学位论文数据集 | 第116页 |
