苏 鹏，卢 达，伦庆龙，李 剑，徐晓钟，樊瑜波,3

基于运动轨迹图形拟合的辅助人体侧翻机构设计研究

苏 鹏1,2，卢 达1，伦庆龙1，李 剑2，徐晓钟1，樊瑜波2,3

(1. 北京信息科技大学机电工程学院，北京 100192； 2. 国家康复辅具研究中心民政部康复辅具技术与系统重点实验室，北京 100176； 3. 北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心，北京 100191)

仰卧位侧翻是长期卧床患者有效预防压力性损伤病症的有效措施之一，研究人体运动机理并进行辅助人体仰卧位侧翻机构的拟人化设计具有重要意义。人体肩部和臀部是辅助仰卧位侧翻较为关键的施力位置，基于人体解剖学分析肩部和臀部骨骼的空间运动，建立运动标记模型，并进行人体仰卧位侧翻运动捕捉实验，得到肩部和臀部的运动轨迹图形与连杆模型特征信息。通过分析连杆长度和角度的变化过程进行图形几何分析与连杆机构简化，基于运动轨迹图形拟合的辅助人体侧翻机构构型，并对机构进行运动学仿真分析，运动仿真结果和实验图形的拟合误差较小，验证了所提出的辅助人体侧翻机构拟人化设计方法的合理性，相关研究结果可为人-机运动协同性辅助侧翻康复辅具的设计提供理论依据。

侧翻；运动捕捉；运动轨迹；图形拟合；机构构型

压力性损伤(即压疮)是皮肤表面由于摩擦、剪切、压力和过度扭曲等因素造成深层组织损伤或皮肤浅层缺血的一种现象，其在长期卧床患者人群中尤为常见，已成为临床中造成经济损失最大的病症之一[1-2]。……