作品名稱：多功能下肢康復機器人
學校名稱：青島理工大學(臨沂)
參賽隊伍：肖山隊
參賽學生：紀曉龍 胡春雨 張魯鑫
指導老師：胡耀增 趙良
本團隊創新性地設計了一種結構相對簡單、無需人工輔助、可實現多關節訓練的下肢康復機器人，可用于家庭及社區、結構簡單、髖、膝、踝多關節訓練。“雙貫通”設計：前入口放置踝關節康復訓練機構， 后入口放置膝、髖關節康復訓練機構，患者可通過調節電機進行入口選擇，并順著引導軌道進入裝置， 無需任何人工輔助；可調節操作：裝置一側有相應康復訓練機構的操作裝置， 可根據個人舒適度進行初始訓練位姿調節；3-RSS/S并聯機構：該機構具有輸出軌跡可變的特性。由兩個電機驅動曲柄帶動機構運動，患者腳掌放于踏板， 由踏板牽引從而聯動下肢進行康復訓練。
本設計的下肢康復訓練機器人在保證功能完善的前提下，具有結構緊湊、操作簡易、 訓練效果好、噪音小等特點， 主要用于家庭或社區，患者自主進行康復訓練，無需任何人工輔助，大大減輕了家庭負擔。
1、雙曲柄五桿機構：通過改變兩個主動曲柄的轉速和初始相位差模擬坐姿下的不同軌跡的蹬腿運動,具有結構緊湊、 訓練軌跡可變、結構簡單等諸多優點。
2、3-RSS/S并聯機構：針對家庭和社區所用的踝關節康復機構， 要求噪音小、結構緊湊、成本相對較低
3、操作手柄：通過操作手柄的調節，可實現患者對于訓練機構的自主調節，實現了無需任何人工輔助。
技術路線：通過研究人體坐姿下的下肢運動軌跡研究，而后通過Ae軟件截圖并通過MATLAB計算軌跡，最終得出右側軌跡圖，坐姿下自由蹬腿時，患者下肢運動軌跡近似于橢圓，不同體型的患者軌跡的曲率半徑有所不同。
運動學仿真利用 solidworks 進行三維建模后， 在 ADAMS環境下對參數優化后雙曲柄五桿機構進行模擬康復運動，繪制出輸出點的軌跡以及求解運動特性曲線，驗證其是否滿足髖、膝關節康復運動需求。驗證結果為優化后的輸出軌跡明顯優于優化前。
相關特性曲線分析：根據給定的下肢康復運動軌跡進行雙曲柄五桿機構的優化設計，然后在solidworks 中建立優化后的雙曲柄五桿機構三維模型，在 ADAMS 環境中添加裝配關系及驅動，完成運動學仿真，通過得出的髖、膝關節運動特性曲線，驗證了該五桿機構滿足髖、膝關節的康復訓練要求，證明了機構設計的合理性。
