外骨骼康复机器人是一种可穿戴式的协助人完成日常活动的一种机械产品，它通过检测人体想要表达的运动信息来带动人体活动；在医疗领域内，它也可以作为康复机械使患者更快更好的回归正常生活。本文主要完成外骨骼机器人的结构设计。分为四个步骤包括需求分析、概念设计、结构分析和详细设计。通过Solidworks完成外骨骼机器人的三维设计和绘制CAD的二维图形。也进行了材料强度的校核，选择了合适的电机电源。 关键词 外骨骼康复机器人，结构设计，电机电源选型目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 外骨骼康复机器人简介 2
1.2.1 国外外骨骼机器人的研究进展 2
1.2.2 国内外骨骼机器人的发展 4
1.3 下肢康复机器人研究存在的问题 5
1.3.1 研究意义及研究手段 5
2 外骨骼康复机器人的设计 6
2.1 引言 6
2.2 外骨骼康复机器人的功能介绍 6
2.3 人体下肢的受力分析 7
2.4 外骨骼康复机器人的结构设计 9
2.4.1 外骨骼康复机器人总体设计 9
2.4.2 腰部设计 10
2.4.3 连接部分设计 11
2.4.4 膝关节设计 12
2.4.5 踝关节设计 13
2.4.6 电机传动部分设计 14
2.4.7 螺钉设计 15
3 外骨骼机器人的强度校验 15
3.1 腰部零件的强度校核 15
3.2 关节部分的校核 16
3.3 踝关节零件校核 17
3.4 电机传动部件强度校核 19
4 结构装备的选定 20
4.1 脚底电机的选型 20
4.2膝关节电机的选型 22
4.3髋关节电机的选择 23
4.4 外骨骼机器人的电源选型 23
总 结 25
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
1.1 研究背景
外骨骼
 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
r /> 4 结构装备的选定 20
4.1 脚底电机的选型 20
4.2膝关节电机的选型 22
4.3髋关节电机的选择 23
4.4 外骨骼机器人的电源选型 23
总 结 25
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
1.1 研究背景
外骨骼的概念产生于生物学，指的是保护和支撑生物的外部结构，列入生物的外壳用来保护它不受伤害[1]；人们也是由此而想到可以凭借外骨骼机器人来保护和支撑受伤患者，并经过一步步的实验最后研究出外骨骼机器人。外骨骼机器人通过测试系统和机械传动系统来达到人与机器的和谐统一，并有传动系统使人提的力量大幅提升，外骨骼康复机器人的作用是实现人与机械的完美结合和帮助患者实行康复训练。从而帮助人出色地完成各种动作，并提高工作效率。
从数据显示，在2009年我国60岁以上的老年人人口已经超过了1.6亿占全国总人口数的12.5%，并且到2015年进行人口调查的情况下，我国的老年人人口达到2.16亿占总人口数的16.7%，从以上数据表明我国的人口老龄化比较明显，我国已逐步进入人口老龄化阶段[2]。但是在老年人中有很大一部分人因为脑血管疾病和神经系统疾病导致身体瘫痪行动不便，并且由于交通事故的频频发生，病残患者又新增了许多。从医学理论上来说，这些患者在经过手术和药物治疗之外，术后的康复运动也是必不可少的，所以这才导致外骨骼康复机器人的发展。
近些年外骨骼机器人的研究比较频繁，成为了机械研究的热点话题。外骨骼机器人有很多的用途，列如助力行走、康复、简单的实验平台功能等。然而它的设计比较复杂，综合了机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学等诸多科学领域。但是在目前的研究领域里，现在的外骨骼机器人主要是床事结构和立式结构，其结构过于单一不适合于广大群众；其次，一个外骨骼康复机器人的制作成本较高，对于普通的工薪阶层而言，他们并没有能力去承担一个康复机器人的能力，这就导致外骨骼机器人不够大众化和人性化。对于两大形式的外骨骼机器人来说，它们的结构和运动形式有很大的差异，设计者和购买者就没有更多的选择来满足他们的需求。
因此，外骨骼机器人是当今研究的热门课题，让它更加的开源化，给广大消费者更多的选择空间；让产品更加成熟稳定，让广大消费者受益。
1.2 外骨骼康复机器人简介
外骨骼机器人是一种可穿戴式的机械装置，它不仅可以跟随人体运动，通过检测人体的运动信息，进而减轻人体负重感，帮人们承载负载；而且可以通过步态规划，让机器人带着人体运动，进行康复训练。所以外骨骼康复机器人在搬运物资、军事领域和康复治疗等方面有着具足轻重的地位。
外骨骼康复机器人的结构设计，是对人体的骸关节、大腿、膝关节小腿、踝关节和脚部进行模拟仿真，结合人体各部分的尺寸要求，并设置好调节空间适用于广大患者。其次外骨骼机器人的自由度部分应与人体关节保持一致，达到充分的拟人化。
外骨骼康复机器人是医疗科学与机器人技术的有机统一，人们把外骨骼机器人从军事领域转到医疗康复领域来作为患者康复的工具，充分体现出人们生活水平的提高，机器人的广泛应用。然而在医疗康复方面，外骨骼康复机器人是和患者协调统一运动的，因此外骨骼康复机器人的设计要与人体运动规律相结合，这就要考虑到电机驱动的选择，合理的功率和扭矩是影响各个关节能否达到预计屈伸的角度。
外骨骼机器人作为可穿戴的机械装置，其穿戴的简单方便和人体的固定式该产品的重要功能。它在专业的医疗机构或者家庭中使用，让行动不便的患者重新获得正常生活的能力，并可以大大提高人们的生活品质。在过去的几年里，世界各国在外骨骼机器人的研发上面都投入了不少的精力也取得了相当多的成果，让外骨骼康复机器人更加的产业化和普及化。现在，外骨骼康复机器人还在不断的发展完善当中，相信今后它在人们的日常生活中起到至关重要的作用。
1.2.1 国外外骨骼机器人的研究进展
由于外骨骼机器人受力部位主要在下肢，目前世界上对下肢外骨骼机器人的研究讨论比较多，下肢外骨骼技术相对于上肢技术也比较成熟[3]。
美军Raytheon Sarros XOS人体外骨骼。该机器人是为了创造出超级兵种，在今后的军事作战中达到意想不到的结果，该机器人是由美国耗时7年，在国防部等高等级研究所派出专业团队耗资一千万美元的预算的前提下研发出来的，它代表的外骨骼机器人在军事领域中的最高成就。它同早期的BLEEX的控制手段出不多，通过计算机和传感器监测系统判别人体想要做的下一动作，通过电机驱动和电源供电来给人体提供足够大的动力和速度。XOS机器人是外骨骼机器人的一次巨大飞跃，相对于以往的机器人，它更加的灵敏，技术更加的熟练以及结构更加稳定。
以色列制造的ReWalk外骨骼机器人是通过通过一副拐杖来维持
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/jdgc/34274.html