基于TRIZ两相出行康复外骨骼的结构设计与研究*

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.04.010

现代制造工程 ›› 2025, Vol. 535 ›› Issue (4): 84-90.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.04.010

基于TRIZ两相出行康复外骨骼的结构设计与研究^*

梁彤¹, 白雨航¹, 张保旭¹, 李亚男¹, 赵彦峻^1,2

1 山东理工大学机械工程学院,淄博 255049;
2 山东省精密制造与特种加工重点实验室,淄博 255049

收稿日期:2024-10-28 出版日期:2025-04-18 发布日期:2025-05-08
通讯作者: 赵彦峻,博士,教授,主要研究方向为外骨骼机器人,多体复杂系统建模、仿真与多学科优化。E-mail:15254031615@163.com;zyj627010@163.com
作者简介:梁彤,硕士研究生,主要研究方向为康复外骨骼机器人设计。
基金资助:
* 国家自然科学基金项目(51905319);国家自然科学基金项目(51505263);山东省高等学校科技计划项目(J15LB08)

Structural design and research of rehabilitation exoskeleton based on TRIZ for two-phase travel

LIANG Tong¹, BAI Yuhang¹, ZHANG Baoxu¹, LI Yanan¹, ZHAO Yanjun^1,2

1 School of Mechanical Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255049,China;
2 Shandong Key Laboratory of Precision Manufacturing and Special Processing,Zibo 255049,China

Received:2024-10-28 Online:2025-04-18 Published:2025-05-08

摘要/Abstract

摘要： 为了提高老年人和失能人群的身心健康,减轻家庭负担,设计了一款基于TRIZ的两相出行康复外骨骼,能够实现立式行走和坐式轮椅等主要功能。利用TRIZ创新工具解决了康复外骨骼坐立转换问题,并通过ANSYS软件对负载情况下康复外骨骼样机进行静力学分析。为深入探究康复外骨骼在动态环境中的性能表现,对康复外骨骼进行运动学和动力学建模,建立虚拟样机模型并导入ADAMS软件对其进行运动仿真,通过对仿真数据进行分析,验证了设计方案的可行性,为下一步实物样机制作提供了理论依据。

关键词: 两相出行, 康复外骨骼, 结构设计, 有限元仿真

Abstract: In order to improve the physical and mental health of the elderly and disabled people and reduce the burden of the family,it designs a two-phase travelling rehabilitation exoskeleton based on TRIZ,which is able to achieve the main functions of walking rehabilitation training and wheelchair travelling. The TRIZ innovation tool is used to solve the exoskeleton sit-to-stand conversion problem,and the exoskeleton prototype is statically analysed under load by ANSYS software. In order to explore the performance of the exoskeleton in the dynamic environment,kinematics and dynamics modelling of the exoskeleton is carried out,and a virtual prototype model is built and imported into ADAMS software for motion simulation,which verifies the feasibility of the design scheme through the analysis of the simulation data and provides a theoretical basis for the next step in the production of physical prototypes.

Key words: two-phase traveling, rehabilitation exoskeleton, structural design, simulation analysis

中图分类号:

TP242

梁彤, 白雨航, 张保旭, 李亚男, 赵彦峻. 基于TRIZ两相出行康复外骨骼的结构设计与研究^*[J]. 现代制造工程, 2025, 535(4): 84-90.

LIANG Tong, BAI Yuhang, ZHANG Baoxu, LI Yanan, ZHAO Yanjun. Structural design and research of rehabilitation exoskeleton based on TRIZ for two-phase travel[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2025, 535(4): 84-90.

参考文献

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基于TRIZ两相出行康复外骨骼的结构设计与研究^*

Structural design and research of rehabilitation exoskeleton based on TRIZ for two-phase travel

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