基于SolidWorks的辅助行走机构数字化设计

为实现病人下肢术后的恢复,辅助病人完成行走训练,提高康复速度,利用SolidWorks平台完成了一种辅助行走机构的设计。首先,利用SolidWorks自顶向下的建模方式将装置运动简图转化为三维实体模型;然后使用SolidWorks Motion模块进行机构运动可行性和状态分析,确定主要构件长度尺寸;最后使用SolidWorks Simulation模块对主要零部件进行有限元分析,根据强度要求确定其截面厚度。分析结果表明:该装置结构简单,能可靠地实现辅助行走动作。

穿戴式髋部外骨骼机构创成及辅助行走平衡控制研究

针对老年人在水平地面行走过程中失衡的难题,提出了一种柔性关节驱动的四自由度髋部外骨骼机器人,以辅助老年人在行走过程中实时调节步宽、步长和步频以保持行走平衡。对髋部外骨骼辅助行走平衡控制策略进行研究,根据建立的线性倒立摆模型解算人体行走时的质心位移和速度。基于瞬时捕获点理论设计辅助行走平衡控制策略。通过人体实验验证了所设计的髋部外骨骼和辅助行走平衡控制策略的有效性。

外骨骼辅助行走中平衡控制技术的研究

外骨骼辅助行走中平衡控制是低重力环境下保持正常的平稳行走姿态以及行走安全性的关键,针对这一问题阐述了外骨骼辅助行走中基于位置控制与ZMP(零力矩点)控制相结合的综合平衡控制策略。首先通过建立ADAMS虚拟仿真模型,为控制策略的研究提供仿真模型和参考数据;建立了支撑域模型和ZMP检测模型,并设计了平衡控制策略,在基于地面外骨骼系统的演示验证中,将人机系统等效为两连杆支撑质点的模型,通过控制膝关节液压杆,使系统的ZMP始终处于稳定支撑域内,由此保证人机系统处于平衡状态;同时将位置控制与改进的ZMP控制结合在一起,设计综合控制策略,采用分段控制方式,不仅提高了人机系统的柔顺性及穿戴者的舒适度,同时也提高了人机系统运动的稳定性和安全性。

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。

两足辅助行走机器人步态控制

智能两足辅助行走机器人,可以辅助残疾人在复杂环境中进行仿人行走。介绍了该机器人的机构和控制系统硬件,在机器人系统的步态特性基础上建立了人机一体的运动模型。运用零力矩点(ZMP)理论规划了机器人的行走步态,提出了局部步态调整与人体主动补偿运动相结合的实时步态稳定性控制策略。通过仿真实验对该控制策略进行了验证和分析。

智能辅助行走康复训练遥控车的设计及应用

我国每年新增神经系统疾病患者超过300余万人,中风、脑损伤等神经中枢受损造成的偏瘫、瘫痪等行走功能障碍患者急性期过后的运动康复训练的需求变得越来越迫切,但是传统的康复治疗需要治疗师高强度的劳动,而且难以保证训练的持续性和稳定性。本文开发本文将设计一个具有无线遥控和可自动寻迹功能的智能遥控车,该车以P89V51RB2单片机为控制核心,采用L298N作为直流电机的驱动芯片,通过PT2262/PT2272无线发射接收模块实现车的远距离遥控,该车可通过无线进行遥控并可识别地上黑白轨迹线,实现循迹行走,康复患者可以护车进行下肢康复训练,临床应用达到了人力成本低、治疗效率高、训练见效快等应用效果。

智能辅助行走康复训练遥控车的设计及应用

我国每年新增神经系统疾病患者超过300余万人，中风、脑损伤等神经中枢受损造成的偏瘫、瘫痪等行走功能障碍患者急性期过后的运动康复训练的需求变得越来越迫切，但是传统的康复治疗需要治疗师高强度的劳动，而且难以保证训练的持续性和稳定性。本文开发本文将设计一个具有无线遥控和可自动寻迹功能的智能遥控车，该车以P89V51RB2单片机为控制核心，采用L298N作为直流电机的驱动芯片，通过PT2262／PT2272无线发射接收模块实现车的远距离遥控，该车可通过无线进行遥控并可识别地上黑白轨迹线，实现循迹行走，康复患者可以护车进行下肢康复训练，临床应用达到了人力成本低、治疗效率高、训练见效快等应用效果。

基于人体信号反馈的辅助行走系统设计

近年来,下肢运动功能障碍患者呈急剧增加的趋势,严重影响了人们的生活质量。根据研究证明,减重步行训练是针对该类患者康复治疗的重要手段之一。而传统的人工手动的减重步行训练状态不仅繁琐麻烦,而且需要大量的人员辅助,不宜操作。因此我们研发了一种基于人体肌电信号反馈的智能化的辅助行走系统来辅助人们进行康复训练。本系统通过收集受试者在不同行走动作下的典型s EMG信号,利用时域分析、特征值提取算法以及统计分析等方法对采集到的信号进行处理分析,从而分析出人体下肢行走的状态;并通过PID控制算法驱动轮毂电机动作,进而实现基于人体信号反馈的智能减重系统的设计与开发。

一种儿童胫骨延长辅助行走装置的设计

儿童胫骨延长主要用于双下肢不等长患儿,胫骨延长术,一般针对于下肢短缩3.5 cm以上的患儿,主要目的是让不等长的双下肢变的等长。在延长的过程中,随着患肢每天的延长(每天0.5 mm或1 mm),要求对二脚的高度差做精确的调整。目前,我院为全国治疗先天性胫骨假关节患儿规模最大的团队,也是收治最多的,且收治人数呈上升趋势。我院2018年开展儿童胫骨延长术55例,2019年开展49例。而其中先天性胫骨假关节患儿占到80%。整个延长期间,需配戴伊式支架。胫骨延长容易出现患肢的膝关节屈曲挛缩,足下垂等并发症。

外骨骼式老年人辅助行走装置设计研究

随着二十一世纪的到来,我国进入了人口老龄化社会。因此,老年人的身心健康受到了人们的广泛关注。外骨骼技术作为一种新型的技术被应用到老年人辅助行走装置中,提高了老年人下肢的运动能力,为老年人的身体健康做出了巨大的贡献。本文笔者通过分析人体下肢行走机理以及外骨骼式老年人辅助行走装置的现状来探讨外骨骼式老年人辅助行走装置的设计以及控制方法。

基于云平台的多功能老年人智能辅助行走设备

人口老龄化是当前世界各国普遍关注的社会问题。我国作为世界上人口最多和老年人数最多的国家,人口快速老龄化带来的老龄问题必将对社会经济的可持续发展产生广泛而深远的影响。而老龄人口的健康问题更是全社会必须面对的严峻问题。老年人下肢肌肉功能的退化会导致行走和站立等方面出现功能性障碍,直接影响到老龄人的生活质量。因此老年人辅助行走设备的质量和功能已经是一个越来越被重视的问题。然而传统的老年人辅助行走设备只能实现辅助行走这一单一功能。本设备面向这一迫切需求,研发一款基于云平台的多功能老年人智能辅助行走设备,该设备能够实现以下功能:实时检测老人心率体温;对心率体温异常和摔倒等突发状况实时发送报警信息;能够实时定位并将所有信息上传到云平台,便于后台对老人的健康情况进行实时监测;能够通过手机终端读取监测数据,移动终端省时方便。本设备的研发成果不仅能够为行走不便的老人和腿部受伤的病人提供实时监测健康体征的功能,缩短突发疾病营救时间,所研发的设备还因具有广泛的实际需求而具有很好的市场推广和产业化前景。

穿戴式下肢复健辅助行走装置结构优化设计

为设计出一种具有较高舒适度、安装和运输便捷以及强度性能良好的穿戴式下肢复健辅助行走装置,采用人体工程学原理,基于大量人体下肢数据采样,确定了行走装置的尺寸及结构,并对初设方案、优化方案均进行了有限元分析。由于该行走装置是以人机工程数据为基础,因此,符合人体的特点,具有较高的舒适度。且有限元结果显示该装置的强度性能良好,产品使用中具有较高的安全系数和稳定性,可以作为脑卒中偏瘫患者康复训练的高效行走训练装置。

用于下肢辅助行走的外骨骼产品设计研究

为实现健康生活,基于下肢残障人群增多及产品设计趋于人性化的背景,对用于下肢辅助行走的外骨骼产品设计进行了研究分析,从而提出更能满足下肢残障人群需求的外骨骼产品设计方案。首先,对作为研究对象的外骨骼产品进行了解;然后,研究下肢残障人群的生理及心理特征,分析该类群体的需求;最后,通过综合分析外骨骼产品功能、结构、造型、材质等方面,归纳出外骨骼产品的设计思路,为今后的外骨骼产品设计发展提供一定的参考。

EBZ200A悬臂式掘进机大坡度掘进上坡辅助系统改造应用

随着煤矿井工开采难度的不断加大,复杂的地质构造成为制约煤矿生产进度的重要因素之一。目前,国内使用的EBZ200A悬臂式掘进机,设计爬坡能力±18°,然而在长城六矿1302N切眼综掘工作面施工,巷道平均倾角α=32°,最大倾角α=39°,由于大坡度切眼施工大大超出了掘进机设计最大爬坡能力,为了保证掘进机的使用安全,现对掘进机行走部加装了外置辅助行走装置。实践表明,该装置的使用实现了国内大倾角“综掘”施工的先例,而且大大提高了掘进设备适应性、生产安全性,提高了施工效率,节约了生产成本。

一种行走辅助型下肢外骨骼的设计与实现

使用体重支撑的方式可以提高行走辅助外骨骼穿戴的舒适性,设计以棘轮棘爪组合机构为核心的单向离合装置来减轻设备重量。通过对步态的分析,以转矩模式下的PID电流控制为内环,增加了足底压力传感和座椅传感构成的外环反馈控制,实现智能化的人机交互过程。最终实现外骨骼重量12.5 kg,站立时辅助支撑约10 kg,行走中平均辅助支撑约3 kg,续航时间大于2小时。

AudioMan:电子行走辅助系统的设计与实现

针对现有的电子行走辅助(ETA)系统在普及和应用中的缺陷,自行设计了一种易使用的ETA系统模型AudioMan。该模型结合图像处理和听觉显示技术,给盲人用户提供道路方向和障碍物位置等环境信息。系统提出通过控制乐音的参数来实现可听化,用可听化来传递图像信息。可用性测试和评估结果表明,AudioMan所建立的用户听觉模型比现有的ETA系统更有效。

电子行走辅助系统设计与发展初探

随着社会对盲人关注程度的不断提高,电子行走辅助(ETA)技术的研究应运而生。文章根据现有的ETA系统技术特点,提出ETA系统的概念模型,并从多个角度对ETA系统的优缺点进行比较和分析;提出了ETA系统发展的三个阶段;分析和总结ETA的一般设计原则和要求。

一种带有座椅垫的行走辅助架的设计与应用

目的使用我科自行设计并制作的一种带有座椅垫的行走辅助架,评价其在泌尿外科老年患者术后早期下床活动中的应用效果。方法采用便利抽样法,选取2020年1月-2021年12月我科行手术治疗的老年前列腺增生、肾囊肿、膀胱肿瘤患者160例,按随机数字表法分为干预组和对照组,各80例。对照组采用泌尿外科常规术后护理措施,干预组在对照组的基础上,采用一种带有座椅垫的行走辅助架辅助患者早期下床活动。比较两组早期下床活动情况及术后康复相关指标。结果干预组平均下床活动时间(15.44±6.05)h早于对照组(21.91±10.27)h,早期下床活动执行率高于对照组,活动意愿及感受明显高于对照组,术后12~24h以及24h后疼痛评分显著低于对照组,通气时间、首次进食时间等康复指标均优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论带有座椅垫的行走辅助架能够保障老年患者安全,提高患者早期下床活动的依从性,促进康复。

一种智能行走辅助车结构设计

第七次全国人口普查结果显示,我国人口老龄化情况越来越严重,而大多数老年人的各种生理机能伴随着岁数的增长都开始缓慢降低,腿部肌肉力量也随着年龄的增长逐渐减弱。日常生活中一些老年人在上坡下坡等行走场所需要扶着扶手行走。智能行走辅助车作为帮助老年人安全行走的器械,是智能居家养老的好帮手。它具有多功能智能化、辅助性强等特点,提高了居家养老的安全性和便捷性,在日常生活中对老年人高质量的养老具有重要意义。