下肢肌力训练装置的设计与仿真

脑卒中和老龄化等原因导致下肢运动障碍的患者增多,康复需求激增,而康复医师数量不足与患者数量增加的矛盾越发突出。针对患者的康复需要,根据人体下肢运动机理,设计了一种结构简单、价格低廉的下肢肌力训练装置,主要包括升降座椅模块、脚踏交互模块、直线滑块模组、动力模块等。建立人机运动模型,计算训练装置的主要设计参数:座椅高度为340~500 mm,直线滑轨长度为1000 mm,满足下肢康复需要。采用复数矢量法,对人机模型进行运动学分析,求解髋关节、膝关节变化与脚踏板的关系。使用ADAMS软件,进行下肢抗阻训练,仿真结果表明:阻力越大,下肢伸腿关节力矩越大,屈腿关节力矩越小。该研究成果为样机研制提供选型依据。