基于OpenSim生物力学软件的柔性可穿戴踝关节康复机器人设计及人机耦合康复仿真分析
踝关节在日常生活中起到维持人体平衡以及为行走提供动力的作用。同时踝关节也是作为人体最容易发生损伤的关节之一。传统的踝关节康复由治疗师手动进行,而踝关节的康复训练是一个漫长、重复的过程,给治疗师带来较大的负担。因此,开发脚踝康复机器人来代替传统的人工康复具有重要意义。
康复机器人的机构设计本身就是一个挑战,想要再现踝关节真实而复杂的运动十分困难。如何评价踝关节康复机器人的康复性能,也是限制其发展的重要因素之一。机器人和人体是高度耦合的,若要验证其性能和有效性,需要进行各项复杂的实验分析,对康复机器人的设计、优化带来很大的挑战。
本项目从人体踝关节生理解剖模型出发,设计出一种能够真实模拟人体踝关节运动,能适应不同患者需求的踝关节康复机器人,并建立踝关节康复机器人评价体系,考虑踝关节的肌肉、韧带、关节软骨等连接而非运动副连接,建立精确到OpenSim生物力学模型。将生物力学模型与康复机器人模���相结合,借助计算机仿真技术、肌肉生物力学技术、机器人机构学理论以及CAD/CAE软件二次开发技术,建立人-康复机械耦合模型,进而搭建康复机器人的开发设计、性能评价、多目标优化、康复策略优选的仿真指导平台