校企合作毕业设计

儿童下肢运动康复辅助训练器械的研发

“优秀设计”三等奖

资助企业: 上海交通大学附属新华医院

企业导师: 杜青

指导教师: 于随然

项目成员: 李忆楠、龚茗钧、付泽军

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项目简介

项目概述

脑瘫是常见婴幼儿致残原因之一,但传统步态训练存在不足,治疗师的劳动强度大,难以保证动作的可重复性或维持长时间的治疗。近年来,随着动力外骨骼技术的不断发展成熟,将动力外骨骼用于辅助脑瘫患者进行步态康复训练,相较于传统的康复治疗具有明显的优势。

本次毕业设计针对我国脑瘫儿童早期干预工作的必要性和迫切性,提出一种面向脑瘫儿童下肢运动能力康复的新型外骨骼辅助方式。从人体工学的角度出发,设计了一种移动辅助小车式儿童外骨骼康复训练器械,开发了相应的控制系统及步态规划仿真软件,最后完成实物搭建与测试证实该方案的可行性及安全性。

项目目标

开发一套针对学龄前脑瘫儿童的下肢康复训练器械。该器械能协助脑瘫儿童在尚未恢复行走能力的康复初期完成行走康复训练,矫正病理步态,帮助脑瘫患儿增强肌肉力量、提高独立行走的能力。要求该器械结构尽可能紧凑,安全性高,节能环保,性能优良,使用简单方便,价格适中;开发该下肢康复训练器械的辅助软件,要求该软件能通过动画形式模拟儿童和训练器械的运动状态,输入步态参数可展示步态仿真效果,帮助医生更直观地了解康复运动情况。

项目成果

1、完成了设计的任务目标,开发出一款新型儿童下肢外骨骼康复装置并配套开发出控制系统、人机交互界面和步态规划仿真软件,提供了体重支撑、阻力训练、直线行走等辅助功能。

2、利用角度实时跟踪控制、急停电源开关和机械限位三位一体保证了使用者的安全问题;

3、完成设计书各项要求,该产品适用于3岁左右儿童使用,车身总体由钢、铝合金制成,长宽高为600*500*600mm,总重量在12kg左右,适用于室内室外的平坦地形区域,一次充电可提供超过4小时的持续续航时间,搭建成本小于10000RMB。

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