毕业设计(论文)-下肢康复机器人设计[管理资料]
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计一、设计原理单腿多自由度下肢康复机器人是一种专门针对下肢功能障碍的康复辅助设备，其设计原理基于人体运动学和康复理论。
该机器人利用先进的传感技术和智能控制系统，能够模拟人体下肢运动，并根据患者的康复需求进行个性化的康复训练。
机器人需要通过传感器实时获取患者下肢的运动状态和力量输出，然后通过智能控制系统对机器人进行精准的控制，使其能够模拟出各种复杂的下肢运动。
单腿多自由度下肢康复机器人还需要具备一定的力反馈功能，以便患者能够感受到机器人对下肢的辅助力和阻力，并据此进行适当的调整和训练。
机器人的设计还需要考虑到患者的舒适度和安全性，因此在机械结构和控制算法上需要进行充分的优化和改进，以确保机器人能够有效地与患者协同工作，达到最佳的康复效果。
二、结构特点单腿多自由度下肢康复机器人的结构特点主要包括机械臂、传动系统、传感器和控制系统等几个方面。
机械臂是机器人的核心部件，它需要具备足够的自由度和柔韧性，以便能够模拟出各种复杂的下肢运动。
机械臂的结构也需要具备一定的强度和稳定性，以确保机器人在进行康复训练时能够保持稳定的工作状态。
传动系统是机器人的动力来源，其设计需要考虑到机器人的功率和速度需求，并且能够提供足够的力量来支撑机械臂的运动。
为了提高机器人的精度和可靠性，传动系统还需要具备一定的减速和传动比，以确保机械臂能够实现精准的控制和调整。
传感器是机器人的感知部件，其设计需要考虑到机器人对患者下肢运动的实时监测和反馈，并且需要具备一定的精度和灵敏度，以确保机器人能够准确地获取患者下肢的运动状态和力量输出。
三、功能定位单腿多自由度下肢康复机器人的功能定位主要包括三个方面：功能模拟、康复训练和康复评估。
功能模拟是机器人的基本功能，其目的是通过模拟出各种复杂的下肢运动，以帮助患者恢复下肢功能。
机器人需要能够精确地模拟出人体下肢的各种关节运动和力量输出，以满足不同类型的康复训练需求。
康复训练是机器人的核心功能，其目的是通过个性化的康复训练来帮助患者恢复下肢功能。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计随着老龄化人口的增加，越来越多的人需要康复治疗来恢复肌肉和运动功能。
在肢体康复中，下肢康复尤为重要，因为下肢的运动能力关系到人们的独立行走能力。
为了帮助患者进行下肢康复训练，设计了一款单腿多自由度下肢康复机器人。
该机器人系统由康复椅、机械臂和电控设备组成。
康复椅用于固定患者的身体，确保安全性和舒适性。
机械臂则负责执行下肢康复运动。
该机械臂具有多自由度，可以模拟人体的自然运动。
通过调节机械臂的角度和速度，可以为患者提供个性化的康复训练。
为了提高训练效果，机器人系统还配备了电控设备。
电控设备可以根据患者的康复需求进行调节，并记录患者的康复训练数据。
这些数据可以用于评估患者的恢复情况，并为医生提供参考。
电控设备还可以通过声音和图像提示患者进行正确的运动。
下肢康复机器人的设计目标是实现以下几个方面的功能：一是提供全方位的康复运动。
机器人系统可以模拟人腿的各种运动，包括屈曲、伸展、内旋、外旋等。
通过进行细致且多样化的康复训练，可以帮助患者恢复肌肉力量和运动灵活性。
二是适应不同患者的康复需求。
机器人系统可以根据患者的身高、体重以及康复目标进行个性化调整。
这样可以确保每个患者都能得到最合适的康复训练，并取得最佳的康复效果。
三是提供可视化的康复训练过程。
机器人系统可以记录和显示患者的康复训练数据，包括运动角度、速度、持续时间等。
这样患者和医生可以通过查看数据来了解康复进展，并对训练方案进行调整。
单腿多自由度下肢康复机器人的设计旨在提供全方位、个性化的康复训练。
通过利用机械臂和电控设备，可以帮助患者恢复肌肉力量和运动功能，提高生活质量。
该机器人系统的研制和推广应用将对下肢康复领域产生重要的影响。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计一、引言随着人口老龄化和慢性病的不断增多，肢体残疾和运动障碍等康复需求也在不断增加。
这就要求开发出高效、智能、安全和可靠的康复辅助设备，以提供良好的康复治疗效果。
本文旨在设计并制造一款单腿多自由度下肢康复机器人，通过对患者下肢的多角度、多向度训练，从而帮助患者快速、稳定地恢复下肢功能。
二、相关工作然而，这些机器人在设计时普遍存在着臃肿、复杂、昂贵等问题。
此外，由于患者个体差异、康复需求等因素，部分机器人对患者自由度和适应性要求较高，使得机器人在实际康复中的应用存在着一定的局限性。
因此，为了更好地满足康复需求并提高机器人的使用效率，本文提出设计制造一款单腿多自由度下肢康复机器人。
三、系统结构设计3.1 机器人结构本文所设计的机器人采用四电机驱动的机械臂结构，可以提供沿x、y、z三轴和旋转轴的运动自由度，同时具有非常好的运动灵活性和稳定性。
具体的结构如图1所示。
机器人主要由步态训练平台、运动臂、时序控制器、嵌入式系统和人机交互界面等部分组成。
步态训练平台是机器人的支撑平台，可以根据患者身高、体型、康复需求等因素进行调整。
同时，该平台还配备有压力传感器和陀螺仪等传感器，可以实时监测患者的脚部压力和身体平衡情况，并据此进行反馈控制。
运动臂是机器人的重要执行部分，由四电机通过传动机构和减速器驱动，可以控制机械臂的8个自由度运动。
具体包括三个平移自由度和五个旋转自由度。
其中，平移自由度包括x、y、z三个方向的运动，旋转自由度包括三个旋转轴的转动和两个关节的伸缩。
通过这些自由度的组合，机器人可以实现多样化的运动训练。
时序控制器是机器人的控制核心，负责协调各个电机的运动状态和控制操作。
为了实现高精度、高速的控制，本文采用了PID控制方法，并在控制算法中引入了运动轨迹规划和人机交互等技术，以增强机器人的运动控制能力和使用便利性。
嵌入式系统是机器人的数据采集和处理部分，可以实时记录患者的运动信息和康复效果，并通过无线网络和云端交互实现数据分析和远程监控等功能。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计一、需求分析1. 需要满足单腿康复需求：目前市场上的下肢康复机器人大多只能同时治疗双腿，对于单腿患者的康复需求无法完全满足。
2. 多自由度设计：为了能够更好地模拟人体运动，下肢康复机器人需要具备多自由度设计，从而能够更好地调整角度和幅度以适应不同的治疗需求。
3. 安全性和稳定性：康复机器人在为患者提供治疗的还需要确保患者的安全，防止因机器人失稳而引发意外。
4. 数据采集和分析功能：康复机器人需要能够采集患者的运动数据，并进行分析，从而为医生和康复师提供更精准的治疗方案。
二、设计理念1. 针对单腿康复需求设计：本款下肢康复机器人将专门针对单腿患者的康复需求进行设计，能够为单腿患者提供更精准、全面的康复治疗。
三、设计方案1. 结构设计：康复机器人将采用轻量化材料，结构设计合理，能够灵活调整机器人姿态，满足不同的治疗需求。
2. 动力系统：机器人将采用电动执行机构，能够灵活运动并提供治疗动力，同时通过自身控制系统进行运动控制，保证治疗的准确性和安全性。
3. 传感器系统：机器人将配备多种传感器，能够实时监测患者的运动状态，并实时反馈给控制系统，从而保证机器人在进行治疗时的稳定性和安全性。
四、性能参数1. 多自由度设计：机器人将拥有多个关节自由度，能够模拟人体运动的多种姿态，并能够根据患者的康复需求进行灵活调整。
2. 精准度和稳定性：机器人的运动精准度高，能够确保治疗的准确性；同时采用先进的传感器和控制系统，能够确保机器人在进行治疗时的稳定性。
4. 人机交互性：机器人将配备智能人机交互系统，能够实时与患者进行互动，提供更人性化的康复治疗体验。
五、应用前景设计一款单腿多自由度下肢康复机器人，将给单腿患者的康复治疗带来巨大的改变。
它能够更好地满足单腿患者的康复需求，提供更精准、全面的康复治疗；多自由度设计将能够更好地模拟人体运动，提供更灵活的治疗方式；安全稳定性设计能够保证患者在治疗过程中的安全；数据采集和分析功能将为医生和康复师提供更精准的治疗方案，从而提升治疗效果。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计
随着科技的发展，康复机器人已经成为了康复领域的一种重要手段。
在肢体康复中，
下肢康复机器人可以帮助患者进行步态训练、肌力恢复等。
传统的下肢康复机器人存在着
只能进行简单运动、运动范围受限等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种单腿多自
由度下肢康复机器人的设计方案。
该机器人由机械结构和控制系统两部分组成，机械结构包括腿部机械，底座和运动平台，控制系统包括传感器和控制算法。
机械结构设计需要实现多自由度的运动。
腿部机械应该能够模拟人体下肢关节的运动，并提供足够的自由度。
底座和运动平台需要提供稳定的支撑和调整。
这样可以使患者能够
在机器人中进行各种姿势的运动训练。
控制系统设计要能够根据患者的运动情况进行实时调整。
传感器可以采集患者的运动
数据，并将其传输给控制算法。
控制算法根据传感器数据进行分析和计算，然后生成适合
患者康复的运动模式。
通过不断的反馈调整，患者可以得到更好的康复效果。
为了提高机器人的易用性和安全性，还可以添加人机交互界面和安全保护机制。
人机
交互界面可以使患者和医护人员方便地进行机器人的操作和监控。
安全保护机制可以对患
者进行实时监测，一旦发现异常情况，机器人可以立即停止运动，以保障患者的安全。
单腿多自由度下肢康复机器人的设计需要考虑机械结构和控制系统两个方面。
合理的
机械结构设计和控制系统设计可以使机器人具备更好的运动范围、控制精度和安全性，从
而提高康复效果。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计随着人们对康复治疗需求的增加，以及科技的不断进步，康复机器人已经成为康复治疗领域中的重要利器。
特别是在下肢康复方面，单腿多自由度下肢康复机器人的设计和研发，成为了现代康复治疗领域中的热点话题。
本文将着重介绍单腿多自由度下肢康复机器人的设计原理、功能特点以及临床应用前景等方面的内容。
一、设计原理单腿多自由度下肢康复机器人是一种集合了机械、电子、计算机控制等多种技术于一体的康复设备。
其设计原理主要基于人体生理结构和运动特点，通过仿生学的手段，模拟和辅助人体下肢的运动，对受损或虚弱的下肢进行康复锻炼和治疗。
该设备通常由底座、机械臂、运动传感器、电机、控制系统等主要部件构成，通过智能控制系统，能够实现精准的姿态控制和运动轨迹规划，帮助患者进行个性化康复训练。
二、功能特点1. 多自由度：单腿多自由度下肢康复机器人可以模拟人体下肢关节的多种自由度运动，如屈曲、伸直、内外旋、外展等，能够满足不同康复需求的个性化训练。
2. 智能化控制：通过运动传感器、力传感器等装置，实时监测患者的运动状态和肌肉力量，智能调整康复训练参数，保障康复治疗的安全性和有效性。
3. 舒适度和稳定性：设备结构设计合理，可根据患者的生理特点和康复情况进行调整，保证康复训练的舒适度和稳定性。
4. 数据记录与分析：康复机器人能够记录患者的康复训练数据，对运动轨迹、肌肉力量、关节灵活性等参数进行分析和评估，为康复治疗效果的评定提供科学依据。
三、临床应用前景单腿多自由度下肢康复机器人在临床应用方面具有广阔的前景。
它能够为下肢受损患者提供高效、个性化的康复治疗方案，有效改善患肢肌力、关节灵活性和运动功能。
康复机器人的智能化控制系统具有很强的数据记录和分析能力，能够为临床医生提供患者康复情况的客观评估依据，为治疗方案的调整和优化提供科学依据。
随着人口老龄化和慢性病患者数量的增加，单腿多自由度下肢康复机器人能够满足日益增长的康复需求，为康复治疗领域带来全新的机遇与挑战。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计【摘要】单腿多自由度下肢康复机器人设计是为了帮助行动不便的患者进行康复训练。
本文首先介绍了背景，解释了为什么需要这样的机器人，并阐述了研究的目的。
接着详细介绍了机器人的设计原理、设计要素分析、结构设计、控制系统设计以及运动学和动力学分析。
讨论了该机器人的实际应用前景和未来发展方向，并总结了整篇文章的重点。
通过本文的阐述，读者可以了解单腿多自由度下肢康复机器人的设计原理和关键技术，以及它在康复医学领域中的潜在价值和未来发展趋势。
【关键词】单腿多自由度、下肢康复、机器人设计、原理、设计要素、结构设计、控制系统设计、运动学、动力学分析、实际应用前景、未来发展方向、总结1. 引言1.1 背景介绍近年来，随着人口老龄化和交通事故频发，下肢功能障碍患者人数逐渐增加。
下肢功能障碍会严重影响患者的生活质量和社会参与能力，因此康复训练成为他们重要的治疗手段之一。
传统的康复训练主要依靠康复治疗师进行手动指导，存在人力成本高、效率低等问题。
研究与开发一种高效、智能的康复机器人成为当前的研究热点之一。
目前市面上的下肢康复机器人大多只能完成简单的直线运动，缺乏多自由度运动以及对关节轨迹的控制。
特别是在单腿康复训练中，需要考虑到姿态稳定性和平衡性的问题，提高机器人的适用范围和康复效果。
设计一款单腿多自由度下肢康复机器人成为当前工程师们亟需解决的挑战之一。
通过更精准的关节角度控制和动作规划，更好地符合患者个体康复需求，提高康复训练的效果和效率。
1.2 研究意义单腿多自由度下肢康复机器人是一种专门用于康复训练的机器人系统，具有重要的研究意义。
单腿多自由度下肢康复机器人能够为下肢受伤或残疾患者提供有效的康复训练，帮助他们恢复行走功能，提高生活质量。
通过研究单腿多自由度下肢康复机器人的设计和控制，可以深入探究人体下肢运动学和动力学特性，为机器人技术在医疗康复领域的应用提供理论支持。
单腿多自由度下肢康复机器人的研究还有助于推动机器人技术在康复医学领域的发展，为未来智能康复机器人的设计和应用打下基础。
单腿多自由度下肢康复机器人设计
单腿多自由度下肢康复机器人设计
背景：随着人类寿命的不断延长和生活方式的改变，下肢疾病患者越来越多。
下肢康
复机器人已成为一种重要的治疗手段，它可以通过模拟人体运动方式，在恢复患者下肢运
动能力方面发挥积极作用。
然而，目前市场上的大多数下肢康复机器人重量较重且关节自
由度较少，不能完全模拟人类下肢运动，因此需要一种单腿多自由度下肢康复机器人。
目标：本文旨在设计和实现一种单腿多自由度下肢康复机器人，以帮助下肢疾病患者
恢复运动功能。
方法：设计所构想的机器人主要由六个关节组成，其中膝关节和踝关节的自由度更高。
该机器人主要分为底座、手臂、腿部和平台四个部分。
在这些部分中，机器人腿部的设计
是最重要的，因为它必须模拟人类下肢的运动方式。
机器人的膝关节和髋关节可以以较大
的自由度旋转和弯曲，对机器人的运动起到重要的作用。
为了完成这个目标，每个关节都
应采用电机来控制以实现远程控制。
结果：经过多次试验和优化，我们最终完成了单腿多自由度下肢康复机器人的设计和
制造，并进行了初步的测试。
测试结果表明，该机器人能够适应患者的需求，并能够模拟
人类膝关节和踝关节的运动方式，从而为患者提供更多的选择和可能性。
结论：通过本项工作，我们成功地设计和制造了一种单腿多自由度下肢康复机器人，
为下肢疾病患者提供了一种有效的治疗方式。
本项研究的成果表明，在未来的康复机器人
设计中，应注重增加不同关节的自由度，并大力推广该技术。
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第1章绪论概述康复机器人是近年出现的一种新型机器人，它的主要作用有两方面，一是帮助由于疾病而造成偏瘫，或者因意外伤害造成肢体运动障碍的人恢复提高运动能力，称为康复训练机器人是作为一种辅助装置代替失去运动能力的肢体完成一部分动作，称为机器人假肢。
康复机器人作一种自动化设备，可以帮助患者进行科学而又有效的康复训练，使患者的运动机能得到更好的恢复。
康复机器人由计算机控制，并配有相应的传感器和安全系统，可以自动廉价康复训练效果，根据病人的实际情况自动调节运动参数，实现最佳训练。
康复机器人在原理上和工业机器有很大的区别，它也不限于一般的体育运动训练器材。
它直接作用于人体，与人在同一个作业空间工作，人与机器人作为一个整体而协调运动。
康复机器人成果包括以下三方面技术：手部康复训练机器人：手及腕部康复训练。
手臂康复训练机器人：手臂康复训练。
下肢康复训练机器人：行走功康复训练。
康复机器人技术得以传化为产品对于提高患者康复质量，减少患者的病痛，减轻社会负担具有重要的实际意义。
由于各种原因而患有一侧肢体运动障碍的患者人数很多，随着生活水平的提高对康复治疗的需求也会越来很大，康复机器人将有很好的市场前景。
这项技术在欧美等国家自得到普遍重视，康复机器人成果的转化可能会带动一个新兴的机器人产业的发展，这将对国民经济的发展发挥重要作用。
下肢康复机器人研究现状康复机器人的生产发展康复机器人是帮助残疾人解决生活中活动困难的一种工具，它可以在家里或在工作场所使用，使残疾人获得更强的生活能力，并相当大地提高他们的生活质量。
康复机器人现在已经由科学幻想走进了现实生活之中过去几年，康复机器人在欧洲已经有所发展，一些欧洲企业在技术开发及投资方面给予了支持目前已有两种康复机器人打人了市场，即Hmdv l及MANus，它们都是欧洲生产的Handy 1有5个自由度，残疾人可利用它在桌面高度吃饭；MANUs 是一种装在轮椅上的仿人形的手臂，它有6(或7)个自由度，其工作范围可由地面到人站立时达到的地方，不过，康复机器人进人市场的过程却非常缓慢，许多人仍然把它看作是一项未来的技术显然，要想在实际生活中很好地利用康复机器人。
除了技术因素之外，还受到一些其他因素的影响。
下肢康复训练机器人是根据康复医学理论和人机合作机器人原理，通过一套计算机控制下的走步状态控制系统，使患者模拟正常人的步伐规律作康复训练运动，锻炼下肢的肌肉，恢复神经系统对行走功能的控制能力，达到恢复走路机能的目的。
根据机器人技术的发展水平，一般具有以下三种结构．第一种是彻底结构化的控制平台，类似于桌面工作站，将机械手安装在固定的控制平台上，完成在固定工作空间内的操作；第二种结构是将机械手安装在轮椅上，这样就可以在任何地域使用，但这导致了机械手刚性下降，抓取的精度往往达不到要求，而且这种方法只适合于那些可以用轮椅的人。
第三种机构是将机械手安装在自主或半自主车辆上。
下肢康复机器人属于运动训练机器人，下肢康复训练机器人的主要工作任务就是能够模拟真人的步态姿态，来实现对病人下肢的康复训练。
在整个机器人的工作过程中，主要是通过机器人的运动来带动病人瘫痪的下肢，使其在牵引力的作用下能够完成对正常人的步态的模拟，从而达到对下肢的肌肉锻炼目的，进而达到能够恢复神经系统对行走功能的控制能力，进一步的达到恢复整个行走机能，最终能够是病人进早的在病痛中脱离出来。
已有研究表明，儿童能通过操作电动轮椅适当提高视觉、空间的技能和运动能力，同样可以用类似的器械来提高老年人甚至成年人的运动能力。
如对运动员运动损伤的康复治疗、针对性辅助训练，以及像宇航员这种特殊职业的模拟训练等。
国外在这一领域已经有了较广泛的研究与应用，国内尚处于起步阶段。
随着体育和职业教育两大产业的发展，机器人在这一领域的应用前景将十分广阔。
国内外发展现状1987年，英国Mike Topping公司研制成功了Handy1康复机器人样机，它是目前世界上最成功的一种低价、市售的康复机器人系统，目前正在生产的Handy1机器人由5自由度机器人手臂和新型控制器组成，具有话音识别、语音合成、传感器输人、手柄控制以及步进电机控制能力。
Handy1具有很强的通话能力，它可以在操作过程中为护理人员及用户提供有用的信息，所提供的信息可以是简单的操作指令或有益的指示，可以用任何一种欧洲语言表达出来。
这种装置可以大大提高Handyl方便用户的能力，而且有助于突破语言的障碍。
MANUS是另外一种进人市场的康复机器人，由荷兰Exact Dynamics公司开发，该手臂具有7个自由度，包括6个旋转自由度和1个机械手。
（ETH）的名为LOKOMAT的康复机器人。
[3]。
国外关于医学机器人的研究虽然已取得了不少成就，但离生物机器人还有相当的距离，因此还有很多工作要做。
国内关于这方面的研究较少，主要是集中在假肢领域。
国内只有哈尔滨工程大学机点一体化研究所在这领域取得了一定的成果。
成功研制出了多功能手臂康复训练机器人，下肢康复训练机器人美国Rutgers踝关节康复训练机器人复训练机器人，下肢康复训练机器人，卧式下肢康复训练器等，并获得了专利。
下肢康复机器人的主要目的及现实意义研究下肢康复训练机器人，主要是对于要进行下肢康复训练的人来说，下肢康复训练机器人可以控制使其模拟正常人的行走姿态、膝关节和踝关节的协调运动，实现对下肢的康复训练，下肢康复训练机器人可以模拟正常人的步伐规律、锻炼下肢的肌肉，恢复神经系统对行走能力的控制，达到恢复走路机能的目的。
从总体上来看，下肢康复训练机器人的总体工作目的就是为了能够使下肢需要进行康复训练的人能够更加方便的，更轻松的达到训练ETH的LOKOMA的目的，对下肢的康复训练起到辅助的作用。
从总体上来看，研究下肢康复训练机器人的最大的受益者就是下肢康复训练有难度的病人，他可以帮助病人进早的从病痛中摆脱出来，及早的恢复健康的身体，这些是研究的直接原因和动力。
从另一方面来看，对于下肢康复训练机器人的研究在对以后研究其他的类似康复机器人的时候，他有很多的研究成果都是可以直接被后续的工作所应用的。
为其他的研究工作打下了一个很好的基础，为以后的工作的延续提供了一个基础平台。
站在医院的角度来看，康复机人的研究给他带来了实在的好处。
一方面可以减少工作护理人员的负担，同时还可以是病人能够运动的更加的方便。
关于下肢康复训练机器人踝关节驱动系统设计的分析下肢康复训练机器人基本结构，它由机座、左脚走步状态控制系统、右脚走步状态控制系统、左脚姿态控制系统、右脚姿态控制系统、框架、导轨、重心平衡系统、活动扶手等组成。
受训练者的双脚站在走步状态控制系统的脚踏板上，穿好承重背心，背心通过吊缆和机座内的重力平衡机构相连，以平衡受训练者的部分体重，吊缆的长度通过缆长调整机构和缆绳来调整。
当机器人开始工作后，走步状态控制系统在计算机的控制下带动受训练者的双腿做走步运动，重心控制系统根据受训者的走步状态，自动计算重心的高低变化，通过吊缆实时调节重心的高低并具有防止摔倒的功能。
脚踏板由左右两块踏板组成，它在步态控制装置的控下肢康复训练机器人外观结构图制下，与重心平衡机构协调工作帮助患者进行走步运动练。
步态控制装置主要由主动曲柄、脚踏板(连杆)和滑轮组成。
主动曲柄由直流伺服电机控制，脚跟随踏板一起被动运动，形成一个椭圆轨迹，产生与正常人行走轨迹相近的运动轨迹，同时由于脚跟随踏板运动，患者的小腿和大腿处于相应的运动状态。
由两套步态装置分别控制两条腿的走步状态，两者之间成180相位关系，走步的速度通过控制电机的转速来调整，步幅则通过改变主动曲柄的工作半径来调节。
脚的姿态控制系统是由直线伺服机构实现的，通过控制脚踏板绕踏板轴回转运动的角度，来模拟正常人走路时踝关节的姿态变化[4]。
踝关节驱动系统设计的整体思路踝关节驱动系统的结构方案是由圆柱凸轮加一从动杆组成的机构来实现的，这个机构可以把直流伺服电动机的回转运动转化为踝关节的往复倾斜运动，并能够保证驱动的脚踏板俯仰角度与踝关节俯仰的角度互相一致，在25～30之间。
通过圆柱凸轮的转动就可以带动脚踏板的运动，从而迫使踝关节运动，实现驱动。
凸轮的运转则与直流伺服电机相连。
直流伺服电机在单片机的控制下进行速度、位置和角度的协调控制，以适应不同状态的康复训练．控制单片机与执行机构之间经过调速器、PWM放大器以及光电耦合隔离，减少干扰，并设计专门的I／O接口电路板对信号进行放大整形等处理。
本设计的主要任务和要求本课题的任务就是设计下肢康复训练机器人踝关节的驱动系统。
包括完成整体机械部分的机构设计和完成整个设计的三维实体仿真。
用Pro/E软件绘制三维造型，通过动态模拟以检验能否实现预定功能。
通过整体的结构设计，掌握下肢康复训练机器人的研究的基本方法。
第2章机构总体设计引言下肢康复机器人踝关节驱动系统，是对下肢具有运动障碍的患者进行主动康复训练的自动化机械装置，此时患者是被动运动，它可以帮助腿部运动有障碍的患者进行运动机能恢复性训练。
通过计算机自动控制患者的重心和走步状态，模拟正常人的走路状态，使病腿的运动功能得到训练。
本课题研究的主要任务是完成下肢康复机器人的脚踝的机械本体设计，它是整个下肢康复训练机器人的一部分，安装在下肢康复训练机器人的连杆上，以便协调地训练整个下肢来达到康复训练的目的。
作为帮助有下肢运动障碍的病人进行康复训练的机器人，首先，应该具有合理的结构，能够模拟正常人的行走运动，尽量仿真人体的运动规律，尽量与人体各个关节的速度变化曲线相吻合，为病人进行下肢机能恢复训练提供帮助，使病人在康复训练过程中感到舒适。
其次，考虑到机器人的工作对象是行动不便的病人，需要提高机器人的可靠性和安全性，尽可能地保证患者的安全。
最后，该机器人属于康复机器人，应该保证无污染和清洁，以利于病人的康复。
机构的性能指标和总体方案机构的性能指标下肢康复机器人是对下肢具有运动障碍的患者进行主动康复训练的自动化机械装置，它可以帮助因中风等疾病或因外伤引起的腿部运动障碍进行运动机能恢复性训练。
由于患者的步态跟正常人的步态是一致的，所以必须按照正常人的步态周期来设计脚踏板的俯仰角度，速度变化规律等参数。
而由于患者的行走速度肯定会比正常人的速度要慢很多，所以不能够按照正常人的步速去设计机构。
下肢康复机器人姿态机构的性能应达到如下主要技术指标：1．自由度：绕踏板转轴的转动，整个机构往复运动；2．承载能力：加上设备80kg左右，应不低于此数；3．行走速度：每分钟走25步（可以根据具体情况调整）；4．俯仰角度：30，模仿正常人脚踝姿态自动控制。
机构总体方案下肢康复机器人机构由很多不同功能的部分构成，本文仅对踝关节驱动系统结构进行讨论：机器人本体：脚踝驱动机构；控制器：本设计控制部分的设计目的是控制机构实现踝关节的运动规律。