Введение........................................................................................................................ 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ......................................... 15
1.1 . Анализ состояния исследований в области робототехнических систем для
реабилитации ...................................................................................................... 15
1.1.1 Робототехнические системы для реабилитации нижних
конечностей на беговой дорожке ........................................................... 17
1.1.2 Робототехнические системы для реабилитации нижних
конечностей с использованием шагающих механизмов...................... 23
1.1.3 Робототехнические системы для реабилитации нижних
конечностей с частичной поддержкой массы тела................................28
1.1.4 Стационарные робототехнические системы для реабилитации
нижних конечностей................................................................................. 32
1.1.5 Робототехнические системы для реабилитации тазобедренного,
коленного и голеностопного суставов................................................... 34
1.2 Клинические аспекты роботизированной механотерапии ..................... 44
1.3 Требования к разрабатываемой робототехнической системе на основе
клинических данных .......................................................................................... 56
1.4 . Анализ исследований в области оптимизации ....................................... 68
Выводы по главе ................................................................................................. 74
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХМОДУЛЬНОЙ
ГИБРИДНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ............................................ 75
2.1 Математическая модель гибридной робототехнической системы для
реабилитации ...................................................................................................... 75
2.2 Математическая модель двухмодульной гибридной робототехнической
системы ............................................................................................................... 80
2.3 Параметрический синтез и выбор геометрических параметров
робототехнической системы ............................................................................. 89
2.3.1 Формирование траектории для оптимизации параметров......... 91
2.3.2 Постановка задачи оптимизации.................................................. 96
3
2.3.3 Численное моделирование............................................................ 98
Выводы по главе ............................................................................................... 110
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ И
ИММИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ........................................................... 112
3.1 Разработка электронно-цифровой модели .............................................. 112
3.2 Конструкция статически сбалансированного пассивного ортеза......... 115
3.3 Создание электронно-цифровой модели пассивного ортеза ................. 116
3.4 Создание тазобедренного шарнира ......................................................... 120
3.5 Моделирование эргономичного крепления ортеза ................................ 122
3.6 Разработка подвесного предохранительного устройства ..................... 124
3.7 Разработка электронно-цифровой моделиактивных модулей
робототехнической системы ........................................................................... 130
3.8 Разработка электронно-цифровой модели робототехнической системы
131
3.9 Разработка имитационной модели и имитационное моделирование.. 135
Выво ды по главе ............................................................................................ 138
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ................................... 140
4.1 Выбор технических средств и разработка механической части
экспериментального образца робототехнической системы,конструкции
шарнирных соединений и узлов ..................................................................... 140
4.2 Разработка системы управления и программного обеспечения......... 143
4.3 Проведение экспериментальных исследований................................... 147
Выводы по главе:.............................................................................................. 152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 153
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................... 157
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ....................................................................................................... 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ....................................................................................................... 192
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ....................................................................................................... 193
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ....................................................................................................... 194
