[发明专利]一种可实现上、下肢关节等速训练方法

摘要

本发明公开了可实现上、下肢单关节或者上、下肢两个关节同时进行等速训练的方法。通过能实现整周回转的末端牵引机构如踏车式踏车式末端牵引机构，牵引肢体末端，进而实现肢体关节的等速训练。该方法为根据关节活动规律，通过控制末端牵引机构的曲柄长度变化或者同时控制末端牵引机构的曲柄长度变化以及曲柄的运动规律，来控制肢体膝关节的运动，即实现肢体单关节或者多个关节的等速训练。

主权项

1.一种可实现上、下肢单关节等速训练方法，通过控制踏车式末端牵引机构中曲柄长度的变化，来实现肢体单关节的等速训练，其特征在于：步骤一：建立人体与踏车式末端牵引机构简化运动模型将人体下肢左侧简化成一个多刚体运动系统，以踏车式末端牵引机构的曲柄回转中心为原点，建立笛卡尔直角坐标系1.1，设：大腿长为l1；小腿长为l2；曲柄长为l3，与水平面夹角为θ3，转速为ω3；踏车式末端牵引机构的曲柄回转中心低于人体髋关节水平面，距人体髋关节水平距离s，竖直距离h；大腿和小腿之间的夹角即膝关节角度为θk，大腿与水平面夹角为θh，小腿与水平面夹角为θ2；将人体上肢左侧简化成一个多刚体运动系统，以踏车式末端牵引机构的曲柄回转中心为原点，建立笛卡尔直角坐标系1.2，设：大臂长为l1；小臂长为l2；曲柄长为l3，与水平面夹角为θ3，转速为ω3；踏车式末端牵引机构的曲柄回转中心高于人体肩关节水平面，距人体肩关节水平距离s，竖直距离h，低于肩关节水平面；大臂和小臂之间的夹角即肘关节角度为θa，大臂与水平面夹角为θs，小臂与水平面夹角为θ2；步骤二：建立运动方程并求解(1)根据笛卡尔直角坐标系1.1建立运动学方程： l 1 e iθ h + i h + s = l 2 e iθ 2 + l 3 e iθ 3 ]]>l1cosθh+s＝l2cosθ2+l3cosθ3l1sinθh+h＝l3sinθ3+l2sinθ2其中：θ3＝ω3t，θh＝θk+θ2；若对膝关节进行等速训练，由此可解得曲柄长度l3的表达式： θ h = arcsin ( s tanθ 3 - h ( A 2 + B 2 ) ( 1 + tan 2 θ 3 ) ) - arctan ( B A ) - θ 3 ]]> l 3 = l 1 sinθ h + h - l 2 sinθ 2