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题名双支链式侧翻辅助装置机构设计与运动学图形表征分析
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作者
刘征
潘国新
姚鹏震
刘甜
苏鹏
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
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出处
《图学学报》
2025年第5期1094-1104,共11页
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基金
国家自然科学基金(52005045)
民政部康复领域重点实验室及工程技术研究中心运行费项目(102118170090010009004)。
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文摘
定期侧翻是长期卧床患者预防压疮的重要护理措施,现有侧翻辅助装置机械式结构刚性较大,未考虑人体侧翻运动机理,充气式存在人体关节转动中心和机构转动中心不一致,易导致患者在侧翻过程中受伤,因此,研究人机运动协同的仰卧位侧翻辅助装置设计具有十分重要的意义。依据人体侧翻运动机理的研究基础,设计了一种由平面连杆机构驱动双支链结构的侧翻辅助装置,主要受力位置为肩部和臀部,通过建立数学模型并推导设计参数,利用图解法分析连杆传动角,同时进行装置的运动学仿真、工作空间分析与人体侧翻重心轨迹提取实验,对整体装置进行运动学图形表征分析。结果表明:辅助人体侧翻角度为30°~45°,该角度范围内人体与双支链接触应力分布较为均匀,有助于预防压疮。机构传动角范围为42.19°~90.00°,该角度范围机构具有良好的传力性能。研究验证了装置设计的合理性,双支链结构能够拟合肩部和臀部的运动过程,提供多段式支撑链接触,避免局部压力集中,符合人-机协同性与人机工程学的康复辅具设计要求,为侧翻康复研究奠定了基础。
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关键词
侧翻辅助
人体重心运动轨迹分析
双支链结构
运动学图形表征分析
机构构型
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Keywords
roll-over assist
human center of gravity trajectory analysis
dual-branched chain structure
kinematic graphical representations analysis
organizational configuration
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分类号
TH789
[机械工程]
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