基于人体坐立转换运动规律的三自由度站立康复机器人设计

目的:探究以何种方式设计站立康复辅具,降低因人机匹配度差导致的固化姿态形成几率。方法:选取30例成年健康男性受试者,捕捉其坐立转换时肩峰、大转子隆起处、外侧髂隆起处的运动轨迹和运动特征。提出了三自由度串联机械臂设计方案。结果:根据受试者的运动特征将坐立转换过程分成了四个阶段。根据不同受试者的人体参数,推荐了三条大转子轨迹,设计了三自由度站立康复机器人。结论:站立康复辅具应以大转子位置为辅助支撑点为佳,小腿的自由度不应被限制,配合控制躯干倾角,以保证与自然状态下的站立过程较高的相似度。站立康复辅具能够根据不同人体参数调整坐立转换的运动轨迹,避免人机融合性差导致错误的固化姿态。