上肢康复机器人绳驱动关节设计与分析.pdf

简介：
本文探讨了针对上肢康复机器人的绳驱动关节的设计及性能分析，旨在提高患者康复治疗的效果和舒适度。 上肢康复机器人是医疗领域的重要工具，用于帮助因疾病、伤痛或手术等原因导致上肢功能受损的患者进行康复训练。传统康复机器人的动力传递多采用刚性方式，但这类系统存在滑动易发及误差累积等问题。本研究提出了一种使用钢丝绳和齿形带的方法来替代传统的刚性动力传递，旨在解决这些问题。 ### 钢丝绳与齿形带驱动方式 该研究中提出了“钢丝绳＋齿形带”的驱动方案。这种方法利用了钢丝绳高强度、小体积及高耐久性的特点，并结合齿形带提供的准确线速度转换和动力传输能力，从而将刚性系统转化为柔性系统，减少复杂性和误差累积。 ### 摩擦力补偿法 为了分析钢丝绳在康复机器人中的工作特性，研究使用了摩擦力补偿方法来计算其与外部软管之间的摩擦因数。这种方法有助于优化驱动系统的性能并确保动力传递的准确性。 ### 钢丝绳的选择与测试 研究中对不同弯曲度下的钢丝绳和绳套组合进行了详细的测试，并根据结果选择了304不锈钢材质、直径1.5mm且能承受最大25kg重量的钢丝绳。这些参数为上肢康复机器人的设计提供了重要的实验数据。 ### 仿真分析 为了验证理论分析，研究人员使用了ADAMS软件对驱动关节中的钢丝绳进行了仿真研究。结果显示，钢丝绳的摩擦力与其长度和负载大小成正比关系，并且弯曲程度对其影响可以忽略不计。 ### 结论验证 通过一系列实验与仿真实验，得出最大紧边压力为8N、实际摩擦力为7.6N的结果。这些结论不仅证明了广义驱动方式的有效性，还为上肢康复机器人的设计提供了理论依据和实践基础。 文章发表于2018年9月的《江苏大学学报（自然科学版）》第39卷第5期中，并被赋予了特定的文章编号、分类号及标志码。该研究聚焦于绳驱动关节的设计与分析，对于上肢康复机器人的改进和发展具有重要意义。 以上内容是对“上肢康复机器人绳驱动关节的设计与分析.pdf”文件中的核心知识点和研究成果的详细解读。