發(fā)布時間：2017-09-02 10:07

  本文關鍵詞：家用型雙下肢康復理療儀的設計

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【摘要】：醫(yī)療和健康永遠是人們最關心的問題,就目前而言,肢體殘疾患者人群逐漸龐大,而人性化的康復醫(yī)療器械嚴重匱乏,迫切需要研發(fā)具有自主知識產權的智能康復醫(yī)療器械。并且隨著人民生活物質文化水平的提高,人口老齡化及各種疾病、事故導致的肢體運動障礙患者越來越多,人們也迫切需要一種理療設備幫助其肢體活動,鍛煉肌力。因此,研究一種家用型的雙下肢理療儀,以滿足患者下肢肌肉鍛煉、促進血液循環(huán)、幫助恢復肌肉力量、并且使用方便、操作簡單等要求,具有很大的商業(yè)價值和實際應用價值。本文主要從人體結構尺寸參數(shù)、總體方案確定、機械結構、機電控制、應力模態(tài)仿真分析幾方面對家用型雙下肢理療儀進行研究設計。首先通過對人體下肢運動機理數(shù)據(jù)的查詢以及分析,包括人體結構組成以及肢體尺寸活動范圍等,確定了產品尺寸設計的參照標準。通過方案分析比較,確定了以曲柄搖桿結構和凸輪結構模擬步態(tài)軌跡運動的方案,更加接近人體正常行走軌跡。建立靜力學和運動學數(shù)學模型,對關鍵零部件進行分析計算,并利用PLC控制系統(tǒng)結合觸摸顯示屏對產品進行操作控制,實現(xiàn)了良好的人機交互功能,操作簡單、方便,體現(xiàn)了以人為本的宗旨。最后運用ANSYS軟件對產品進行靜力學以及模態(tài)分析,確保產品關鍵部件疲勞強度滿足設計要求,同時排除設備與電機發(fā)生共振現(xiàn)象,對提高產品質量,延長產品壽命,保護使用者人身安全都有著重要意義。本文設計的雙下肢康復理療儀,能夠為老年人以及肌肉萎縮病人提供有效的下肢運動,控制系統(tǒng)穩(wěn)定、使用方便、操作簡單。設計可以滿足多種運動形式,具有占用空間小、重量輕等特點,并且產品使用壽命長、能有效保護使用者人身安全,具有重要的實際意義。
【關鍵詞】：老年人 雙下肢康復 家用型 曲柄搖桿機構 ANSYS
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 課題意義及發(fā)展前景10-11
• 1.3 國內外發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 國內外下肢康復器械的研究方向11-12
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.3 國內發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.4 存在的問題及分析17
• 1.5 課題主要研究內容17-20
• 第2章 人體下肢運動機理數(shù)據(jù)及分析20-28
• 2.1 下肢步態(tài)軌跡要求20
• 2.2 人體下肢結構和組成部分20-22
• 2.3 人體下肢康復要求22-23
• 2.4 人體靜態(tài)尺寸參數(shù)23-26
• 2.5 本章小結26-28
• 第3章 總體方案的確定28-34
• 3.1 設備前后擺動運動軌跡的設計28
• 3.2 設備左右運動軌跡的實現(xiàn)28-29
• 3.3 擬定方案29
• 3.4 總體方案確定29-30
• 3.5 設備的工作原理30-31
• 3.6 電機種類的選擇31
• 3.7 本章小結31-34
• 第4章 雙下肢康復理療儀機械結構設計與計算34-52
• 4.1 推進凸輪的設計與計算34-36
• 4.1.1 凸輪機構的應用34-35
• 4.1.2 凸輪外輪廓的設計35-36
• 4.2 踏板曲柄搖桿機構的設計與計算36-41
• 4.2.1 連桿機構的特點36-37
• 4.2.2 曲柄搖桿機構的運動設計37-38
• 4.2.3 曲柄搖桿機構的運動分析38-40
• 4.2.4 曲柄搖桿機構的動態(tài)靜力分析40-41
• 4.3 水平滑移導軌的強度校核與計算41-42
• 4.3.1 導軌受力分析42
• 4.3.2 導軌額定壽命的計算42
• 4.4 搖桿軸的設計與計算42-45
• 4.5 推板的設計與計算45-46
• 4.6 下底板的設計與計算46-47
• 4.7 上底板的設計與計算47-48
• 4.8 三維整體裝配圖48-49
• 4.9 步進電機的計算49-50
• 4.10 本章小結50-52
• 第5章 控制部分的選擇和設計52-60
• 5.1 控制器的選擇52-53
• 5.2 PLC型號的選擇53
• 5.3 觸摸屏的選擇53-54
• 5.4 控制流程圖54-56
• 5.5 電氣接線圖設計56-58
• 5.6 程序控制T形圖58-59
• 5.7 本章小結59-60
• 第6章 踏板機構主要部件的應力分析仿真60-72
• 6.1 有限元模型建立60-62
• 6.1.1 結構簡化及模型確定60-61
• 6.1.2 材料選擇61
• 6.1.3 網(wǎng)格劃分61-62
• 6.2 靜力學分析62-65
• 6.3 模態(tài)分析65-70
• 6.3.1 模態(tài)分析理論基礎66
• 6.3.2 模態(tài)分析流程66-67
• 6.3.3 裝置的模態(tài)分析67-70
• 6.4 本章小結70-72
• 結論72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文78-80
• 致謝80

【參考文獻】

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本文編號：777895