上下肢主被动康复器的设计及人机工程学研究

论文摘要

由各种突发事故和人类无法抗拒的自然灾害如地震等产生了大量的伤残人员,以及由于人类疾病如脑损伤、脊髓损伤、中风、神经损伤等也会导致大量伤残人士,同时,我国人口老龄化进程正在加快,老年人的越多,产生的肢体功能问题也就越多。这些伤残疾病给患者的生活带来极大的痛苦和不便。随着社会的发展,人们物质和精神生活水平的不断提高,伤残患者对自身肢体功能恢复的愿望已经越来越高,他们也都希望能尽早恢复生活能力,因此对肢体功能康复的需求就更加迫切。本文的研究的主要内容是有以下几个部分:第一部分,通过对国内外上下肢康复产品发展现状的的调查研究,结合国内市场和我国国情,目的在于能够设计出一种结构简单、价格低廉、功能上能达到良好的康复效果的上下肢主被动康复器。其次从医学角度来论述了运动康复疗法对伤残者肢体的康复作用。第二部分,本文着重从工业设计的造型、色彩设计的美学法则对康复器的外观、色彩设计提出了自己的观点,并提出了几种方案草图,还着重将人机工程学的研究方法应用在上下肢主被动康复器的设计过程中。第三部分,最后引入了计算机辅助人机工程设计的方法,模拟人体在康复器上运动训练的姿态,并对姿态进行评价,得出对康复器设计的具有指导作用数据。通过对上下肢主被动康复器设计与人机工程学分析与研究,本课题的研究成果将能够为康复器的设计和人机工程学研究提供科学的理论和方法,并对计算机辅助人机工程学设计方面做了一些探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题的来源及研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题研究的主要内容和目标
• 第二章 课题研究理论基础
• 2.1 人体康复的医学基础
• 2.1.1 康复医学的概念
• 2.1.2 康复治疗的理论基础
• 2.2 常见康复治疗方法
• 2.3 康复器治疗原理
• 2.3.1 主动运动
• 2.3.2 被动运动
• 2.3.3 主动训练与被动训练的选择
• 2.4 上下肢主被动康复器结构设计原理
• 第三章 上下肢主被动康复器的综合设计研究
• 3.1 上下肢主被动康复器设计的基本原则
• 3.1.1 安全性
• 3.1.2 舒适性
• 3.1.3 艺术性
• 3.1.4 便于生产与开发
• 3.2 上下肢主被动康复器外观造型设计研究
• 3.2.1 上下肢主被动康复器外观造型设计原则
• 3.2.2 上下肢主被动康复器外观造型分析
• 3.3 上下肢主被动康复器的色彩设计研究
• 3.3.1 产品色彩设计原则
• 3.3.2 上下肢主被动康复器的色彩设计分析
• 3.4 上下肢主被动康复器的人机界面研究
• 3.4.1 人机界面定义
• 3.4.2 上下肢主被动康复器的人机界面设计原则
• 3.4.3 上下肢主被动康复器的人机界面分析
• 3.5 上下肢主被动康复器设计实践
• 3.5.1 标准版方案
• 3.5.2 简洁版方案
• 3.5.3 MINI 版方案
• 第四章 上下肢康复器的人机工程学研究
• 4.1 人机工程学的概述
• 4.1.1 人机工程学含义
• 4.1.2 人机工程学起源与发展
• 4.1.3 人机工程学研究内容
• 4.2 上下肢主被动康复器的人机工程学研究
• 4.2.1 常用人体数据
• 4.2.1.1 人体百分位数定义
• 4.2.1.2 人体静态尺寸和动态尺寸
• 4.2.2 人体尺寸数据在康复器设计中的应用
• 4.2.2.1 人体百分位数的选择
• 4.2.2.2 尺寸修正量
• 4.2.2.3 产品功能尺寸的设定
• 4.2.3 上下肢主被动康复器功能尺寸的设定
• 4.2.3.1 功能尺寸数量的确定
• 4.2.3.2 功能尺寸的确定
• 4.2.3.3 功能最佳尺寸的确定
• 第五章 计算机辅助康复器人机工程设计
• 5.1 计算机辅助人机工程学概述
• 5.1.1 计算机辅助人机工程设计
• 5.1.2 计算机辅助人机工程设计的研究现状及发展趋势
• 5.1.3 计算机辅助人机工程软件
• 5.1.4 计算机辅助人机工程仿真评价
• 5.1.5 CATIA 中的人机工程辅助设计
• 5.1.5.1 人体模型构造模块
• 5.1.5.2 人体模型测量编辑
• 5.1.5.3 人体姿态分析
• 5.1.5.4 人体行为分析
• 5.2 CATIA 对康复器进行仿真分析
• 5.2.1 上下肢主被动康复器建模
• 5.2.2 人体模型的建立
• 5.2.3 人体姿态仿真评估
• 5.2.3.1 自由度的轴系
• 5.2.3.2 上肢伸展域
• 5.2.3.3 姿态编辑
• 5.2.3.4 姿态评价
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录