主被动康复训练机的设计与分析

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Design and Analysis of Active or Passive Rehabilitation M achineLIU Peng-hui，ZHANG Guang-nan(Department of Computer Science，Bali University of Arts and Sciences，Baoji 721000，china)Abstract：It is of momentous significance to develop rehabilitation equipment for the development of rehabilitation career in China。

According to patient use requirement，this paper bulids a new active or passive rehabilitation machine with reasonable structure andperfect function.At the same time，its strength and stifness are checked by using ANSYS WORKBENCH finite element simulationplatform ，thus a theoretical basis is provided for designers。

Key words：active or passive rehabilitation machine；design；ANSYS WORKBENCH；structure strength随着我国老龄化地加剧和各种因素的影响，偏瘫患者呈现逐年上升趋势，因而开发偏瘫康复设备具有重要的意义。传统的康复训练是由治疗师握准者受损肢体，辅助患者做各种动作，维持患者肢体的活动范围，并促进运动功能的早日康复。传统训练方式存在很多的问题，如训练效率和训练强度难以保证，训练效果受到治疗师水平的影响↑年来国内外也相继开发出-些偏瘫康复训练设备，如美国密歇根大学研究的下肢康复机器人，实现了肢体的阻抗控制训练。国内哈尔滨工程大学机电-体化实验室开发的-种下肢康复训练机器人，可以通过模拟正常人行走的运动轨迹来对患者进行训练 J。然而由于缺乏对偏瘫患者训练模式的深入系统研究 ，患者往往由于力量不足得不到有效锻炼，或因用力过大损伤肌肉，造成对身体的不良后果。基于此 ，本文设计了-种主被动康复训练机，患者可以有效地进行主动或被动式训练。文章利用ANSYS WORKBENCH有限元协同平台对主被动康复训练机的强度和刚度进行了力学计算 ，符合安全要求 ，设计的主被动康复训练机对于发展康复事业具有重要的意义。

1 主被动康复训练机结构根据偏瘫患者 自身特点和训练模式需要 ，结合人机工程学设计了如图 1所示的主被动康复训练机 ，主要由丝杆螺母传动机构、手部训练机构、脚部训练机构、座椅旋转装置、座椅升降装置、底架组件、支架组件、重物等组成。丝杆螺母传动机构由电动机驱动皮带，从而带动丝杆旋转使挫丝杆螺母驱动机构图 1 主被动康复训练机安装在螺母两边的滚轮沿导轨平移。手部训练机构主要是双手拉动拉环使绳子沿着装在支架组件上的滑轮机构拉动重物上升或下降。座椅升降装置主要采用电动推杆推动升降立柱进行座椅上升或下降，座椅旋转装置主要靠座椅面与后背之间的旋转杆实现座椅的角度调节∨部训练机构主要是双脚在脚踏上用力使脚部沿其转轴进行- 定角度旋转，从而脚踏两端的绳子通过滑轮组件带动重物上升或下降。

主被动康复训练机的基本工作原理为当偏瘫患者手部力量大于重物质量时，患者通过拉动拉环带动绳子沿着滑轮组件提升重物上升或下降，完成主动康复训练。当偏基金项目：陕西科技厅工业攻关计划项目(项 目编号：2011K09-35)；宝鸡市科学技术研究发展计划项目(项目编号：12KG8-6)作者简介：刘鹏辉(1967-)，陕西岐山人，副教授，研究方向：计算机应用。

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