摘要
当前，针对于外骨骼设备的研究日益深入，外骨骼设备的市场化为社会老龄化背景下的老年人助行产品开发带来了新的可能。本文主要以居家养老及社区养老环境下的老年人为主要研究对象，为其设计了一款成本低、推广性高、适合日常独立使用的无源助行外骨骼设备。 首先，本文进行了充分的产品调研与用户研究。从有源外骨骼与无源外骨骼两个角度对目前国内外助力外骨骼的研究与应用现状进行综述，并进行了类似产品及专利的调研。同时，对目前中国老龄化现状、老龄化社会典型现象、老年人人群特征进行了充分的理论研究。在此基础之上开展了实际调研工作，得出基本用户群体、使用场景及功能需求，确定老年人助行需求及产品设计方向。 其次，本文对人体下肢解剖学进行了研究。在此基础上进行了平地行走CGA步态分析及上下楼下肢运动LifeMOD分析。分析得出下肢运动规律并进行损伤点预测，为后续设计提供科学指导及数据支撑。 本文基于运动角度差及力学计算对老年人无源助行外骨骼进行产品无源驱动器选择、产品人机设计、产品运动结构设计以及产品环境适应性设计。进行了标准件选型并通过Solidworks完成产品建模，通过ANSYS进行有限元分析验证产品结构强度及安全可行性，最终完成产品打样。 随后，本文进行老年人穿戴实验，验证了无源助行外骨骼能够提升人体下肢运动过程中的稳定性，增强对膝关节的保护，在上下楼运动过程中向人体提供有效的助力支撑，产品整体上达到设计预期。 最后，进行了工作总结，明确产品意义、前景、改进方向及延伸设计方向。
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