Page 29 - 康复训练在临床护理工作中的应用

第一章 现代康复训练问题的有关思考

标要求与调研，下肢康复机器人的康复训练拟满足患者体重最大为 150kg 的成年
人，由人体各部分重量占体重的比例值可以确定各部分的峰值负载，根据中国成
年人的人体尺寸相关参数，可以初步拟定患者下肢各部分的长度峰值。当康复患
者处于躺位且下肢处于与地面平行时，机械腿的髋、膝和踝关节需要承担的负载

最大，将每个关节简化为单个刚性均质连杆绕轴转动的情况，进行关节力矩在极
限情况的估值计算，为动力学计算和电机的初步选型提供一定的参考，且选取一
定的安全系数，得到较为合理的机械腿各关节最大工作力矩。
2. 关键结构参数

考虑到下肢康复机器人的广泛性和适用性，并且结合机械部分的构型，可
以得到以下关键参数：第一，综合考虑机械结构的设计原理与需求，将下肢康
复机器人的大腿部分和小部分腿的结构设计成长度可调的，且确定的大腿和小腿
的调长范围确定如下：大腿长度调整范围：405~505mm；小腿长度调整范围：

340~415mm，此范围可以满足大部分的成年人使用。
第二，参考人体的坐姿臀髋尺寸标准，取 99% 的数据为 280~400mm，则设
计的机械腿调节机构需满足此调节范围；参考人体胸部厚度尺寸参数设计康复机
器人的机械腿前后移动距离，取 99% 的数据为 160~260mm，即机械腿髋关节转

动中心位置距离康复床的床板满足 80~130mm 范围。因此，需要设计调节结构可
以实现机械腿伸出状态时，最短伸出位置使髋关节中心点高于背板距离 80mm，
且前后方向调节行程大于 50mm。
第三，综合考虑足部设计的机械结构、安全防护和人机连接装置，最终确定

足长为 300mm，足宽为 130mm。

七、下肢外骨骼康复机器人总体结构设计

（一）人体下肢运动机理分析

1. 人体下肢解剖学分析
为了更加全面地表征人体下肢运动规律，准确地表述下肢各关节的结构、功
能以及位置关系，本文基于人体下肢解剖学理论，采用临床医学中的矢状面、额
状面（冠状面）和水平面（横切面）的定位方式对人体运动的基础面进行定位。

与此同时，确定距离头部位置的方向为上；靠近足部部位的方向为下；靠近腹
部所在方向为前方，背部的为后方；定义身体中轴线为基准线；距离中轴线为内

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