智能辅助行走器结构和控制研究

针对患者进行康复训练时需要他人辅助、占用他人时间、耗费他人体力等问题,设计一种新型智能辅助行走器。从患者能够安全、独立地进行康复训练,并在康复训练和休息代步之间存在的问题出发进行设计。利用SolidWorks针对康复训练设计训练模块,针对休息需求设计座椅折叠模块,针对代步需求设计移动模块;通过电机驱动完成训练、座椅折叠、代步等功能,并运用SolidWorks Simulation验证各结构的可靠性。针对智能辅助功能设计控制模块,监控器械位置、监测握力刹车系统;设计紧急通信模块,保障患者遇到紧急情况时的安全。该设计能满足下肢功能障碍患者实现安全、独立地康复训练,及在康复训练过程中随时根据意愿进行休息或代步的需求,弥补轮椅代步方式和外骨骼辅助行走方式的不足。

新型互动式截瘫行走器在改善截瘫患者独立生活能力中的作用(英文)

目的脊髓损伤使患者丧失站立和行走功能,为此装配新型互动式截瘫行走器(WO),以提高患者站立和步行的能力。方法解放军第三军医大学西南医院康复科收治的脊髓损伤患者6例,男4例,女2例,年龄21～36岁,平均27.6岁。按ASIA的损伤分级标准均为完全性损伤,A级。对患者进行运动功能训练;根据患者肢体情况配制特定的行走器:双下肢取石膏阴型后,制作带关节的髋膝踝足矫形器,再装配互动式铰链装置,再进行康复治疗和步态训练。结果康复治疗后,患者Barthel指数由治疗前的(26±8)提高到治疗后的(47±7)(t=4.62,P<0.01);运动平面积分由治疗前的(32±10)提高到治疗后的(37±6)(t=0.34,P>0.1);感觉平面积分由治疗前的(54±12)提高到治疗后的(61±12)(t=1.05,P>0.1)。WO使患者站立和步行能力提高,达到治疗性步行及家庭性步行作用。结论康复治疗可以有效地改善患者的独立生活能力。

考虑接触滑移的被动行走器行走步态研究

基于被动行走原理的被动行走器不同于主动控制行走器,它仅靠重力就能在下坡路面上呈现稳定的周期步态,其最大特点在于它的低能耗和自然步态。由于理论计算和试验的局限性,为了更直观地观察被动行走的行走步态,以及深入研究行走的足地接触过程,利用ADAMS建立带有圆弧足的直腿被动行走器三维模型。通过对被动行走器模型参数、接触参数以及初始条件的调整得到周期性稳定行走,并对周期性稳定行走给出极限环描述。同时,利用IMPACT接触模型得到了足地接触过程中的接触力、接触轨迹等信息,进一步对行走过程进行描述。当改变足地接触刚度与接触阻尼时,被动行走器出现了跳跃和周期性跳跃的现象;改变足地之间摩擦因数时,出现了滑动现象。通过对以上现象的研究,定性地分析足地接触参数对行走步态的影响。

圆弧足被动行走器非光滑动力学仿真研究

传统的被动行走器动力学研究方法是将被动行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型,并应用角动量守恒假设计算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态.但该方法不能分析足地之间的滑动现象、足地之间的非完全塑性碰撞现象和两足同时着地的情况.采用基于线性互补的非光滑动力学方法,给出了一种基于中点格式积分一步的时间步进方法,可以有效地分析足地间的摩擦和碰撞现象,应用该方法对被动行走器进行数值仿真,发现了两种新的周期性步态,一种是带摩擦滑动现象的步态,另一种是支撑足转换时发生多次碰撞现象的步态,数值仿真结果还表明,较大的摩擦系数和较小的法向恢复系数更有利于被动行走器实现稳定周期步态行走.

摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化.

步履行走器在保护建筑旋转平移中的应用

历史保护建筑平移旋转施工工艺在城市建设中的应用逐年增多,工艺愈加成熟。传统平移旋转工艺通常采用在平移方向前端设置牵拉装置进行牵拉,或在平移方向后端设置顶推装置进行顶推这2种施工方式,在旋转过程中往往会造成平移方向上的偏斜。而步履行走器装置则是将顶推点分散到各顶升位置,顶推方向按各顶升点位置切线布设,对横向水平分力进行抵消,保证了旋转平移的精确性。以上海喇格纳小学平移项目为依托,介绍了步履行走器在历史保护建筑平移旋转项目中的应用,并对关键技术应用进行探讨,可为今后类似项目提供参考。

可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究

基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学模型的基础上,采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型,该模型以足端相对轨迹为输入,获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线;最后,采用五次样条插值法规划一段运动轨迹,用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证,该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势,证明了模型的有效性,可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。

新型互动式截瘫行走器在截瘫患者中的应用

目的 探讨新型互动式截瘫行走器(walkabout orthosis,WO)对截瘫患者的作用。方法 针对截瘫患者个体差异,制作并装配WO,对患者进行康复治疗及步态训练。结果 患者经过康复治疗及训练后,其Barthel指数明显提高,患者站立及步行能力明显改善,能够达到治疗性步行及家庭性步行。结论 康复治疗可以有效地改善患者的独立生活能力,WO能明显提高截瘫患者的行走能力,是较好的行走器之一。

截瘫患者装配行走器后的训练与日常生活活动能力分析

目的 观察截瘫患者装配互动式行走器 (Walkabout)后行走训练的意义及日常生活活动能力的改变。方法 为 6例脊髓完全性损伤后截瘫患者配戴行走器后 ,逐步进行站立平衡训练、行走训练、助行架及拐杖训练 ;训练前、后应用Barthel指数评定日常生活活动 (ADL)能力 ,并进行分析。结果 6例患者基本达到功能性步态 ,训练后ADL能力明显提高 ,训练前、后比较 ,差异有显著性 (P <0 .0 5 )。结论 截瘫患者装配行走器后的训练十分必要 ,它可使患者恢复较有实际意义的行走功能 。

步态交替式行走器的临床应用(附1例报告)

脊髓损伤（spinal cordinjury，SCI）是由于损伤或疾病引起的脊髓结构及功能损害，导致损伤水平以下运动、感觉、自主神经功能改变。康复医学早期介入，能促进脊髓损伤患者利用轮椅生活，而使用截瘫行走器技术进行步行训练成为康复关注的课题。我们将步态交替式行走器（reciprocating gait orthosis，RGO）用于T4损伤完全性截瘫患者取得了较好的效果，报道如下。

舱体支撑行走式X射线防护服设计创新研发实践

导管室介入手术医生临床常用防护服超负重、防护不全面,导致慢性损伤的行业痛点。笔者及团队通过全面调研X射线防护服产品市场、产业环境、竞品情况、实地作业环境、作业动作,以及防护服的着装生理和心理需求,采用“行走器”支撑“包裹铅衣”形成防护舱的创新构思,研制了一款新型的“舱体支撑式X射线防护服”,对人体实施射线隔离防护,该产品经医疗器械检验符合医药行业标准YY 0318-2000《医用诊断X射线辐射防护器具第3部分:防护服和性腺防护器具》检测,并进行临床仿真实验及灵活性、准确性对比实验测试,研究结果表明:舱体支撑行走式X射线防护服产品质量符合国家医用诊断X射线个人防护材料及用品要求,着装者无须承重,作业动作自如,移动行走灵活,视野清晰开阔,穿戴方便快捷。

脑卒中偏瘫病人辅助行走锻炼器的设计与应用

脑卒中是威胁中老年人生命健康及致残的常见神经系统疾病，其造成的后遗症会给病人带来心理、生理上的障碍。据统计，脑卒中病人75%左右遗留功能障碍，其中40%为重度残疾。轻度偏瘫病人尚能活动，但走起路来，往往上肢屈曲，下肢伸直，瘫痪的下肢走一步划半个圈，这种特殊的走路姿势，被称为偏瘫步态。

无障碍可调节腋支撑行走助力器的设计研究

针对老年人和下肢残疾者出行问题,设计了一种无障碍可调节腋支撑的行走助力器,该行走助力器不仅具有新型的腋支撑机构,而且在行走腿前部减少了阻挡构件,延长了使用者的步距,降低了使用者视觉上的障碍恐惧心理。

舱体支撑行走式X射线防护服研发及性能研究

针对X射线工作环境下,导管室介入手术医生临床常用防护服超负重、防护不全面,导致慢性损伤的弊端,采用“舱体支撑行走器”+“包裹铅衣”构成防护舱对人体进行防护的设计构思,以铅橡胶为屏蔽材料,模拟人体外骨骼构架、根据手术作业活动需要设计舱体支撑行走器、贴合支撑行走器造型及动态性能设计包裹铅衣,通过机械加工、组装、裁剪、缝纫完成产品制作。经国家食品药品监督管理局备案,医疗器械检验部门按照医药行业标准YY 0318-2000《医用诊断X射线辐射防护器具第3部分:防护服和性腺防护器具》检测,并进行临床仿真实验及灵活性、准确性对比实验测试,研究结果表明:舱体支撑行走式X射线防护服产品质量符合国家医用诊断X射线个人防护材料及用品要求,着装者无需承重,工作作业自如,行走灵活,视野开阔,穿戴方便。

新型X射线防护服可支持舱体行走式设计研究

为解决X射线工作环境下,临床常用防护服防护不全面、超负重等问题,提出一种新型X射线防护服可支持舱体行走式设计方法。采用由舱体支撑行走器和包裹铅衣两部分实现全方位防护的设计思路,以铅橡胶作为屏蔽材料,真实模拟人体骨骼构架,并根据实际操作动作设计舱体支撑行走器,同时贴合行走器造型及其动态特征设计包裹铅衣,完成产品制作。仿真临床检测试验中,舱体行走式新型X射线防护服的产品质量符合国家标准,且与常规防护服相比,着装者无明显承重感,行走更为灵活、视野更为开阔、实际应用价值更高。

环形轨道在单元式玻璃幕墙安装中的应用

本文结合枫林九溪项目单元式幕墙安装工程实例,采用环形轨道进行单元式玻璃幕墙安装进行技术分析与经验总结,旨在通过对超高层建筑幕墙施工的深入研究,探讨施工过程中存在的关键问题,并提出相应的解决方案,以期为超高层建筑幕墙施工的质量和安全提供参考和指导。通过对环形轨道幕墙安装施工技术、工艺和管理等方面的综合研究,加强施工安全提供理论和实践支持,为高层建筑的绿色环保与可持续发展做出贡献。

舱体支撑行走式X射线防护服的机械设计

为降低导管室介入手术医护人员长期在有X射线场所工作时的射线剂量对身体的影响,减轻常用防护服的重量,便于人员安全操作。课题组运用三维数字化设计技术,结合人机工学原理设计了一款舱体支撑行走式X射线防护服。结果表明:该防护服的机械设计部分不仅满足不同身高和体型人员的使用要求,实现高低可调、穿脱方便等功能,而且实现了无需承重、行动自如、动作灵活等功能。既保证人员的正常工作,又实现身体的全面防护。

四种截瘫步行矫形器在脊髓损伤患者中的应用

脊髓损伤所致截瘫是人体最严重的残疾之一。近年来，脊髓损伤的诊断、治疗取得了一定的进展，但完全性脊髓损伤仍难以恢复。随着现代生物力学、生物工程学的发展，使截瘫患者在应用矫形器方面特别是步行矫形器（walkiing orthosis）的应用有了明显进步。目前截瘫患者步行矫形器主要有新型互动截瘫行走器（walkabout）、往复式截瘫步行器（recipmcating gait orthosis，RGO）、改进往复式截瘫步行器（advanced reciprocating gait orthosis，ARGO）、IRGO（Isocentric reciprocating gait orthosis）四种。