Síntesis de Guía de Cuerpo Rígido de Mecanismos de Engranaje No Circular de Cinco Barras y Su Aplicación en un Dispositivo de Rehabilitación de Articulaciones de Rodilla
Autores: Yu, Chennan; Yao, Kun; Zong, Yanyu; Ye, Jun; Chen, Jianneng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Síntesis de Guía de Cuerpo Rígido de Mecanismos de Engranaje No Circular de Cinco Barras y Su Aplicación en un Dispositivo de Rehabilitación de Articulaciones de Rodilla
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Objetos de investigación
Síntesis de guía de cuerpo rígido
Mecanismos combinados de engranaje no circular y cinco barras
Teoría de mapeo cinemático
Engranajes no circulares
Entrenamiento de rehabilitación
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En la actualidad, los objetos de investigación de la síntesis de guiado de cuerpos rígidos están mayormente limitados a mecanismos de palancas puras, y hay poca investigación sobre los mecanismos combinados de engranajes o levas y palancas. Con el fin de ampliar los objetos de investigación del guiado de cuerpos rígidos y mejorar la teoría del mapeo cinemático, este artículo propone un método de guiado de cuerpos rígidos de mecanismos combinados de engranajes no circulares y cinco barras. Un mecanismo de engranaje no circular y cinco barras puede considerarse como una combinación de una cadena abierta 2R (dos juntas revolutas), una cadena abierta 3R (tres juntas revolutas) y un par de engranajes no circulares. En primer lugar, se obtienen las curvas de puntos de círculo y las curvas de puntos de centro de círculo de las cadenas abiertas 2R y 3R utilizando el mapeo cinemático, y se forman en un mecanismo de cinco barras de doble manivela. En segundo lugar, se utiliza la curva B-spline para ajustar la relación del ángulo de rotación del par de engranajes para obtener las curvas de paso de los engranajes no circulares. Finalmente, con el objetivo de corregir la marcha anormal de los pacientes, se diseña un dispositivo de rehabilitación de articulación de rodilla de exoesqueleto de engranaje no circular y cinco barras basado en cuatro posturas de tarea. Se desarrolla el prototipo y se lleva a cabo la prueba de desgaste. Los resultados de la prueba verifican la corrección del método de síntesis de guiado de cuerpos rígidos y la efectividad del entrenamiento de rehabilitación.
Descripción
En la actualidad, los objetos de investigación de la síntesis de guiado de cuerpos rígidos están mayormente limitados a mecanismos de palancas puras, y hay poca investigación sobre los mecanismos combinados de engranajes o levas y palancas. Con el fin de ampliar los objetos de investigación del guiado de cuerpos rígidos y mejorar la teoría del mapeo cinemático, este artículo propone un método de guiado de cuerpos rígidos de mecanismos combinados de engranajes no circulares y cinco barras. Un mecanismo de engranaje no circular y cinco barras puede considerarse como una combinación de una cadena abierta 2R (dos juntas revolutas), una cadena abierta 3R (tres juntas revolutas) y un par de engranajes no circulares. En primer lugar, se obtienen las curvas de puntos de círculo y las curvas de puntos de centro de círculo de las cadenas abiertas 2R y 3R utilizando el mapeo cinemático, y se forman en un mecanismo de cinco barras de doble manivela. En segundo lugar, se utiliza la curva B-spline para ajustar la relación del ángulo de rotación del par de engranajes para obtener las curvas de paso de los engranajes no circulares. Finalmente, con el objetivo de corregir la marcha anormal de los pacientes, se diseña un dispositivo de rehabilitación de articulación de rodilla de exoesqueleto de engranaje no circular y cinco barras basado en cuatro posturas de tarea. Se desarrolla el prototipo y se lleva a cabo la prueba de desgaste. Los resultados de la prueba verifican la corrección del método de síntesis de guiado de cuerpos rígidos y la efectividad del entrenamiento de rehabilitación.