机械工程学报

作者：魏俊, 贾维涵, 刘承磊, 张建军, 黄海晶, 郭士杰

单位：1. 河北工业大学机械工程学院 天津 300401;2. 河北省机器人感知与人机融合重点实验室 天津 300401;3. 天津大学天津医院足踝一病区 天津 300211

关键词：踝关节康复,可重构机构,型综合,过约束设计,完全解耦,融合支链；

基金：国家自然科学基金(52075145)、河北省自然科学基金重点(E2020202010)、河北省重大科技成果转化专项(20281805Z)和河北省自然科学基金 (E2020103001，E202202130)资助项目。

基于术后6～12周内的前、中、后期踝关节扭伤的康复运动需求，提出具有三种康复运动模式的可重构踝关节康复并联机构。首先，针对胫距关节和距下关节的轴线运动特征，研究踝关节康复运动切换机理和“双心”特性，提出符合踝关节自由度和轴线运动特性的六种融合支链；根据构型约束支链的选取方案，筛选出四种无约束支链。其次，基于旋量理论对六种融合支链进行过约束设计，验证符合实际需求的融合支链；根据传递力旋量与动平台运动轴线关系，提出一种驱动支链完全解耦优化方法，得到三种无约束驱动支链以及十二种机构构型，使得机构在三种康复模式中实现完全解耦。最后，通过ADAMS仿真验证机构的三种运动分支及完全解耦的正确性。可重构踝关节康复机器人依据患者康复需求采取对应康复模式，适用范围广，针对性强，控制简单。

来源：2022年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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