基于matlab的卧式下肢康复机设计

六、脚踏板处加速度的运动仿真分析

1、水平方向的加速度仿真

在各杆的长度确定的条件，对x的表达式二次求导，可得x轴方向的加速度，MATLAB软件的函数，ax=diff(x,2)。 程序如下：

H=150;L=1000;l=200;R=150; th=0:0.1:pi*2;

th1=acos((H+R*sin(th))/L)-th-pi/2; x=(L-l)*cos(th+th1)+R*cos(th); y=(L-l)*sin(th+th1)+R*sin(th);

ax=diff(x,2); %求水平加速度ax plot(ax,'-'); legend('ax');

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从图中可知，此时脚踏板点处水平加速度没有发生突变，比较平稳，则可知符合运动的要求。

2、垂直方向的加速度仿真

在各杆的长度确定的条件，对x的表达式二次求导，可得x轴方向的加速度，用MATLAB软件的函数，ay=diff(y,2)。 程序如下：

H=150;L=1000;l=200;R=150; th=0:0.1:pi*2;

th1=acos((H+R*sin(th))/L)-th-pi/2; x=(L-l)*cos(th+th1)+R*cos(th);

y=(L-l)*sin(th+th1)+R*sin(th);

ay=diff(y,2); %求垂直加速度ay plot(ax,'-'); legend('ax');

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从图中可知，此时脚踏板点处垂直加速度没有发生突变，比较平稳，则可知符合运动的要求。

3、总加速度仿真

水平加速度和垂直加速度的和加速度就是脚踏板点处的总加速度。 程序如下：

H=150;L=1000;l=200;R=150; th=0:0.1:pi*2;

th1=acos((H+R*sin(th))/L)-th-pi/2; x=(L-l)*cos(th+th1)+R*cos(th); y=(L-l)*sin(th+th1)+R*sin(th); ax=diff(x,2); ay=diff(y,2);

a=sqrt(ax.^2+ay.^2); %求总加速度a plot(a,'-'); legend('a');

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七、机构的动力特性分析

1、机构的极位夹角分析

卧式下肢康复机机构是一个曲柄摇杆机构（如下图），曲柄AB为原动件，在其转动一周的过程中，有两次与连杆共线，B1AC1位置和B2AC2位置。机构所处的这两个位置称为极位。机构的极为夹角就是原动件AB所在这两个位置的夹角θ。

-1 θ1?cos（H）?79.83? L?RH）?82.50? L?R-1 θ2?cos（

θ?θ2-θ1?2.67?

则机构的行程速比系数

180??θ?1.03 K??180-θ我们知道当K=1时，机构无急回运动。越接近1，则急回性越小，所以可知本机构尺寸可以满足下肢运动障碍患者的运动需求。

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