Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы 9
1.1 Обзор существующих аппаратов для реабилитации нижних конечностей человека 11
1.2 Современные исследования двуногих аппаратов для реабилитации нижних конечностей человека 14
1.3 Современные российские экзоскелеты 19
1.4 Цель и задачи диссертации 20
Глава 2. Математическое моделирование движения экзоскелета 23
2.1 Описание биомеханических свойств суставов нижних конечностей 23
2.2 Математическая модель и расчетная схема экзоскелета 29
2.3 Кинематический анализ экзоскелета
2.3.1 Определение радиус-векторов основных точек 33
2.3.2 Определение скоростей основных точек 37
2.3.3 Определение ускорений основных точек
2.4 Математическая модель динамического поведения экзоскелета 43
2.5 Математическое моделирование наклона корпуса
2.5 Математическое моделирование отрыва третьего звена от опорной поверхности в режиме вертикализации 62
2.6 Алгоритм интегрирования системы дифференциальных уравнений 64
2.7 Выводы по главе 2 67
Глава 3. Экспериментальное изучение процесса вертикализации 68
3.1 Описание экспериментального стенда 68
3.2 Описание используемых электронных устройств 70
3.3 Методика экспериментальных исследований 83
3.4 Обработка экспериментальных данных
3.5 Аппроксимация зависимостей углов поворота звеньев механизма от времени с помощью сплайн-функций. 96
3.6 Выводы по главе 3 112
Глава 4. Математическое моделирование исследуемого механизма в режиме перехода из положения «сидя» в положение «стоя» и обратно . 114
4.1 Задание зависимостей обобщенных координат от времени, реализующих заданные траектории движения экзоскелета при вставании. 114
4.2 Моделирование процесса посадки экзоскелета на стул 122
4.3 Исследования движения экзоскелета с пациентом в режиме вставания 124
4.4 Определение особых положений рассматриваемой системы 130
4.5 Визуализация процесса вертикализации 131
4.6 Изучение динамических особенностей движения экзоскелета 132
4.7 Описание системы управления, настройка пропорционально-интегрального регулятора 133
4.8 Введение линейного корректирующего звена 137
4.9 Использование корректирующих воздействий для снижения колебательности системы 140
4.10 Разработка схемы приводов экзоскелета на основе линейных электроприводов. 142
Выводы по главе 4 157
Основные результаты работы 158
Список литературы 160
