球面四杆式肩关节康复训练机构的运动学设计OA

目的针对脑卒中导致患者肩关节半脱位以及运动功能障碍问题,提出将球面四杆机构应用于肩关节康复训练中,设计了一款单自由度肩关节康复训练机构,实现了肩关节康复训练时的预期运动规律。方法建立球面四杆机构的运动学模型,通过MATLAB运动学分析程序,验证运动学模型的正确性;融合近似刚体导引综合法与最小二乘法,建立机构主支链和回路目标函数模型;采用罚函数法对机构各约束条件进行分类处理,确立球面四杆机构优化综合的差分进化(DE)算法。结果运用球面四杆机构近似刚体导引综合数值算例进行验证,迭代曲线收敛性强,结果表明上述目标函数模型正确可行且该算法高效可靠;在此基础上,求解出满足肩关节康复训练运动功能需求的最优尺寸参数。结论应用SolidWorks和ADAMS软件生成了机构连杆点运动轨迹和机构运动学仿真曲线,仿真结果表明:此机构设计满足预期运动轨迹需求,具有良好的运动学性能,为研发结构简单、功能可靠的肩关节康复训练装置提供了理论基础。