基于人体髋部支撑的转移辅具设计研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hedongxu2288
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
完成从坐姿到站姿的转换是人们在日常生活中的基本技能,是步行的重要前提,对于人们独立生活很重要。下肢运动功能障碍会给人们的生活带来诸多不便,极大地影响了生活品质。下肢运动功能障碍患者将会是一个庞大的特殊群体,护理问题日益严重。基于人体髋部支撑的转移辅具可以帮助下肢运动功能障碍患者完成坐立转换和行走训练等活动,可提高生活能力、促进康复和改善生活质量。基于人体髋部支撑的转移辅具通过支撑机构模仿人体髋关节运动引导患者坐立转换,进行姿态或空间上的转移。本论文阐述了目前国内外基于人体髋部支撑的转移辅具设计研究现状,根据不同髋部形式对转移辅具进行了分类研究。本论文选取26名健康成年男性作为研究对象,进行了七种不同实验条件下的坐立转换实验,收集坐立转换过程中的手部压力和足底压力,获取人体各个关节点(膝关节、髋关节、腰部点和肩关节)的运动轨迹,求解人体关节(膝关节、髋关节和肩关节)的角度以及角速度。探究了不同扶手形式(前侧竖直扶手、前侧水平扶手、两侧水平扶手)和座椅高度(低座椅、高座椅)对受试者坐立转换运动学、动力学规律的影响。对比发现使用前侧竖直扶手和高座椅时,受试者身体摆动幅度和重心位移最小,坐立转换过程中稳定性最好。最终确定以前侧竖直扶手和高座椅作为设计标准,并选取相对应的髋关节点轨迹应用于基于人体髋部支撑的转移辅具的机构设计。基于实验结果,本论文设计了两自由度支撑机构,然后对支撑机构进行了正逆运动学分析,该机构可实现符合人体坐立转换运动规律的坐到站辅助。最后进行了基于人体髋部支撑的转移辅具的结构设计,确定了基于人体髋部支撑的转移辅具的人机功能尺寸范围,包括总长、总宽、肘托内部宽度和膝关节支撑板高度。通过有限元分析确定基于人体髋部支撑的转移辅具在辅助坐立转换过程中的最大综合应力为270.4Mpa,最大变形为0.36mm,验证了整体结构的强度和刚度。确定了支撑架主体材质为不锈钢,选择白色或浅蓝色作为支撑架主体色彩。
其他文献
当前,由于能源危机与环境问题的直接相关,带来了世界范围内越来越多的清洁能源需求。为了解决可再生能源区域分布不均和能源不稳定的问题,开发更加环保,高性能的储能装置越来越备受关注。在这其中,双电层超级电容器(EDLC)是最有前途的储能设备之一,因为它们可以满足许多可再生能源应用条件下的储能需求。电极材料能够直接影响双电层电容器的化学性能,同时也会受到开发来源的众多影响,围绕电极材料的性能分析有很多,同
学位
随着工业化进程的不断加快,大量的机械车辆设备应用于采矿过程,人员与机械车辆频繁接触,使得车辆事故发生的概率不断增加。为提高非煤矿山车辆安全运行率,减少因事故发生导致的人员伤亡和财产损失,本文对非煤矿山车辆伤害事故进行人因安全评估研究。基于事故致因理论,以内蒙古某矿业企业车辆伤害事故典型案例为背景,对其建立事故Bow-tie模型。模型左侧采用事故树分析法从驾驶员、车辆、巷道环境和管理等四方面进行事故
学位
淡水缺乏是21世纪的焦点,海水淡化技术成为了世界各国研究的热点。我国对海水淡化行业高度重视,提出大力发展海水淡化,应对用水危机,将实施“国家蓝水工程”纳入“十四五”规划,将海水淡化技术作为我国弥补水资源短缺的重要途径之一。传统蒸馏法海水淡化技术的提出相对较早,经过多年的发展,在商业上的应用更为成熟。但存在结垢风险高、能耗高等弊端。超声蒸发器是一种利用超声波辅助物料蒸发浓缩的新型蒸发器,具有传热性能
学位
<正> 为了扩大铝线的应用,我们在厂党委的领导下和福州大学电机系师生的协助下,在去年试制成功两条TSN—L55千瓦6极全铝线自励恒压水轮发电机。经测试,其主要技术经济指标,都超过同类型铜线发电机的水平。现将设计、试制、试验及工艺措施小结如下。一、设计任务本设计的主要任务,是对TSN—L—55千瓦发电机进行改型设计。定子主绕组、转子激磁绕组、线性电抗器绕组均改成铝线。定子辅助绕组由于用
期刊
为讨论护膝对青年人和老年人的影响,及佩戴护膝是否有负面影响,指导护膝选择和设计。本文进行如下研究:一、通过实验分析佩戴护膝对步态特征的影响。二、提出护膝优化建议,设计优化方案,验证优化效果。招募20名(10名青年,10名老年)健康男性受试者,佩戴典型护膝(髌骨带、开口式、套筒式)进行跑步实验,运用VICON三维运动步态捕捉系统和AMTI生物力学测力台系统采集步态数据。研究护膝类型、年龄对步态特征的
学位
近几年随着STEAM教育在世界范围内的流行,越来越多的国家和教育机构开始宣传和推广STEAM教育理念,许多中小学逐渐开始设置以STEAM教育为基础的实践课程,培养学生的动手实践能力和提高学生对理工科学习的兴趣。玩具作为承载儿童教育功能的载体,逐渐也被赋予了STEAM教育理念。STEAM玩具成为了市场上极具发展前景的教育玩具品类。当前国内市场上的STEAM玩具品类呈现出不平衡的发展态势,大多数STE
学位
随着我国老龄化程度的加深和肢体残障人数不断增加,放大了对可穿戴康复助行机器人的需求。目前,康复助行机器人的研究主要集中在机器人系统本身,缺乏对人体感性需求和人机匹配度的研究。因此本研究以可穿戴康复助行机器人为研究对象,以用户的感性需求作为切入点,运用感性工学及人机工程的理论基础及方法,开展可穿戴康复助行机器人优化设计的研究工作,达到提高康复训练的体验和康复效果。本研究先对国内外的可穿戴康复助行机器
学位
科技的进步与产业的变革,给人类社会带来飞速发展和丰富财富的同时,对自然资源和生态环境造成了深远影响。轻工装备制造业是我国资源消耗与环境污染的重要源头,《中国制造2025》指出我国轻工装备行业持续稳定健康发展,应加快推进轻工行业技术装备升级,实现轻工机械的绿色发展。将绿色理念融入质量内涵与环境行为紧密相连,保障绿色质量是轻工装备制造业在绿色发展过程中体现自身可持续竞争力的关键。本文针对轻工装备制造阶
学位
高足弓是一种临床上常见的足部畸形,高足弓患者因其足部畸形程度的不同,通常会表现不同的步态特征,需要准确区分并对其制定不同的矫正方案以达到精准治疗的目的。目前对于患者步态质量的评价缺乏一个具体的评分标准以及评价模型系统,不具有普遍适用性,难以直接作用于人群进行异常步态的检验。因此本文在步态质量评价标准以及评价模型的构建方法上进行了深入系统的计算与研究。首先通过Zebris跑台筛选出11名高足弓和9名
学位
随着移动互联网的不断普及,“互联网+”的概念也在逐步升温。“互联网+瘦身”是以移动互联网的形态,云计算,大数据为支撑的瘦身服务,比如健身类和饮食管理类手机应用软件(简称APP)可以有效地帮助用户瘦身。但是在互联网产品快速迭代的背景下,瘦身类手机APP的竞争依靠功能的装塞和相互借鉴,不能实质提升用户满意度。瘦身类APP的人机交互需要进一步的贴近人,关心人的情感需求,突破功能创新边界。研究情感化设计在
学位