作品名稱：穿戴式繩驅柔性下肢外骨骼三姿態康復護理裝置
學校名稱：山東理工大學
參賽隊伍：勤奮隊
隊伍編號：198010
參賽學生：王文清 呂慧勇
指導老師：趙彥峻
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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作品簡介：穿戴式繩驅柔性下肢外骨骼三姿態康復護理裝置
（1） 應用領域和技術原理極其用途：該產品是一種幫助下肢不同程度損傷的病人進行康復訓練的多姿態的輔助產品。針對下肢不同程度損傷的病人所需要的進行恢復的姿態多樣的問題，提出一種在原有平躺姿態床體的基礎上結合坐姿以及站姿的三姿態模式。三種姿態之間能夠完美的相互轉換，但是不會失去外骨骼的靈活性。通過對照人體結構，按照人體工程設計下肢外骨骼，主要涉及髖關節，膝關節的連接，滿足帶動下肢進行康復訓練的各種角度。
（2） 技術性能指標：尺寸1912×1070×730mm，電源24V，電機DC12V，46RPM，p＝15W， 主控板功率0.38W.
（3） 作品的創造性,先進性，可行性，實用性：本產品針對現階段下肢外骨骼在設計上未滿足穿戴者在不同康復階段康復需求的問題，設計了一款繩驅三態兩相柔性下肢外骨骼康復護理裝置，由護理床、輔助坐起-站立機構和柔性下肢外骨骼結構組成，可提供平躺、坐立、站立三種不同姿態的訓練。針對剛性外骨骼重量大，存在剛性沖擊的缺點，本產品髖關節采用鮑登繩進行柔性驅動，可有效減緩電機啟動沖擊，實現輕量化設計，并且針對鮑登繩驅動“只拉不壓”，無法實現關節完整屈曲/后伸自由度的缺點，設計一個新型并聯式柔性驅動器，將鮑登繩和彈簧平行安裝在大腿外側，模擬大腿大收肌和半腱肌工作，在結構上彈簧可彌補鮑登繩“只拉不壓”的缺點，還可以在步態周期儲存釋放能量，助力行走。為實現本產品三種姿態轉換，在臀部板下側設計了伸縮支撐桿，在躺坐姿態下起支撐作用，坐站姿態轉換時伸縮支撐桿可隨臀部板收起。同時 ，該產品在外骨骼的大腿處有繩驅和彈簧相結合，彌補繩驅只拉不壓的缺點，在控制方面，樹莓派微型計算機運行OPENCV視覺算法對運動進行點位監測, 對康復者的運動軌跡分析，保證康復訓練的運動合理性。
（4） 作用意義：隨著生活經濟水平的提高，以及運動的普及，車輛的普遍，“危險”環繞在人們的身邊，使得不同年齡段的人們都會有下肢出現問題的可能，老年人的骨質疏松，年輕人的半月板損傷又或者是車禍，出現不同程度的下肢損傷，該產品能夠滿足不同損傷程度病人的恢復，并且能夠進行三姿態的轉換使得康復多元化，滿足樂趣，使得病人更加舒適。
（5） 推廣應用場景，效益分析與市場監測: 我國的機械外骨骼領域產業已經開始規模化生產，各類產品發展迅速，但對于創新點的缺少成為阻礙外骨骼發展的重要因素，使其在國際市場中難以取得領先地位。考慮到滿足患者康復者以及受眾擴大的需求，其市場規模將會日益擴大。
