机械工程学报

作者：刘承磊, 张建军, 戚开诚, 牛建业, 李为民, 郭士杰

单位：1. 河北工业大学机械工程学院 天津 300130;2. 河北省机器人感知与人机融合重点实验室 天津 300130

关键词：踝关节康复,并联机构,广义球面机构,型综合；

基金：国家重点研发计划（2016YFE0128700）、天津市自然科学重点基金（17JCZDJC40200）、河北省省级科技计划（E2020103001）和河北省教育厅科学研究计划重点项目（ZD2019052）资助项目。

针对现有踝关节康复机器人难以充分拟合踝关节复杂运动，人机相容性较差的问题，提出一系列与踝关节实际骨结构匹配程度更高的串联等效拟合模型。为满足踝关节串联等效拟合模型对康复机器人机构本体的功能需求，给出一种具有串联等效拟合模型的广义球面并联机构型综合方法。首先枚举出广义球面机构的基本构件及运动副，并依此构造出广义球面支链。继而基于螺旋理论分析单支链以及多支链组合对动平台的约束性能，给出支链的组合条件与原则，阐明不同支链在机构中作用的异同，并依此归纳出位置支链和姿态支链两类广义球面基本支链。最后基于基本支链的约束特性，根据支链组合条件，综合出一系列适用于踝关节康复机器人本体研究的广义球面并联机构，并通过螺旋理论证明其与踝关节串联等效拟合模型的自由度数及性质具有一致性，为此类康复机器人本体设计提供理论依据。

来源：2020年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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