2025年大學大三（機械電子工程）康復器械設計專項測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.康復器械設計中，關于人體工程學原理的應用，以下說法錯誤的是（）A.要考慮人體的尺寸參數(shù)，確保器械適合大多數(shù)使用者B.需關注人體的運動范圍，使器械操作不超出人體極限C.可不考慮人體的重心分布，因為對器械設計影響不大D.應依據(jù)人體的感知特性，優(yōu)化器械的操作界面2.以下哪種傳感器在康復器械中常用于檢測患者的運動姿態(tài)（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.加速度傳感器D.氣體傳感器3.對于康復器械的機械結構設計，要求其具有良好的（）A.剛性和穩(wěn)定性，以保證器械在使用過程中不發(fā)生變形B.柔韌性，方便器械進行各種復雜的動作C.輕便性，無需考慮強度問題D.隨意性，可根據(jù)設計師喜好設計形狀4.在康復器械的控制系統(tǒng)設計中，反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.只用于顯示器械的工作狀態(tài)B.將輸出量返回輸入端與輸入量比較并調整控制C.可有可無，不影響器械的正常運行D.僅用于檢測輸入信號是否正確5.康復器械設計時，考慮到不同患者的康復需求，應盡量使器械具有（）A.單一功能，專注于某一項康復訓練B.復雜且高端的功能，以滿足所有需求C.可調節(jié)性，能適應多種康復場景D.固定的參數(shù)設置，便于統(tǒng)一操作6.以下關于康復器械的材料選擇，不合理的是（）A.選用高強度塑料制作外殼，減輕重量且成本較低B.采用不銹鋼材質制作關鍵部件，保證耐用性C.為追求美觀，使用易碎的玻璃材料制作操作面板D.選用具有良好彈性的橡膠材料制作緩沖部件7.康復器械設計中，對于電氣安全的要求不包括（）A.設備外殼接地良好，防止漏電B.采用安全電壓供電，避免觸電風險C.電路設計要防止短路引發(fā)火災D.無需考慮電磁兼容性8.當設計一款上肢康復訓練器械時，其運動軌跡的設計應基于（）A.隨意想象，不受限制B.人體上肢的正常運動范圍和模式C.簡單的直線運動，便于設計D.復雜的不規(guī)則運動，增加訓練難度9.康復器械設計過程中，進行用戶調研時，重點關注的不包括（）A.患者的年齡、性別、身體狀況等基本信息B.患者對康復器械的功能需求和期望C.患者的審美觀念，以便設計出美觀的器械D.患者使用現(xiàn)有康復器械的體驗和問題10.在康復器械的設計流程中，概念設計階段的主要任務是（）A.確定器械的具體尺寸和材料B.詳細繪制器械的二維圖紙C.提出器械的初步設計方案和功能設想D.對器械進行性能測試和優(yōu)化第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）答題要求：請在每題的橫線上填寫正確答案。1.康復器械設計中常用的機械傳動方式有______、______、______等。2.傳感器的主要性能指標包括______、______、______等。3.康復器械的控制系統(tǒng)一般由______、______、______等部分組成。4.人體工程學在康復器械設計中的應用主要體現(xiàn)在______、______、______三個方面。5.康復器械設計時，要考慮器械的______、______、______等因素，以確保其安全性。三、簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，答案應簡潔明了、要點突出。1.簡述康復器械設計中如何考慮人體的力學特性？2.說明康復器械設計中電氣系統(tǒng)設計的要點。四、案例分析題（每題15分，共30分）答題要求：閱讀以下案例，結合所學知識回答問題。請在每題下方留出3行空白作答區(qū)域。案例：某公司設計一款下肢康復訓練機器人，旨在幫助下肢骨折患者進行康復訓練。該機器人采用電動驅動，具有多個關節(jié)可模擬人體下肢的運動。在設計過程中，考慮了人體下肢的運動參數(shù)和力學特性，采用了先進的傳感器技術來檢測患者的運動狀態(tài)，并通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)了運動的精準控制。1.針對該下肢康復訓練機器人，分析其在機械結構設計上是如何考慮人體下肢運動的？2.闡述該機器人的傳感器技術在康復訓練中的作用。五、設計題（5分）答題要求：請根據(jù)以下要求設計一款簡單的康復器械，并簡要說明設計思路。請在下方留出3行空白作答區(qū)域。設計一款用于手部關節(jié)康復訓練的器械，要求能夠實現(xiàn)手指的屈伸和旋轉運動，且操作方便、安全可靠。答案：一、選擇題1.C2.C3.A4.B5.C6.C7.D8.B9.C10.C二、填空題1.齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動2.精度、靈敏度、重復性3.控制器、執(zhí)行器、傳感器4.尺寸設計、操作設計、舒適性設計5.電氣安全、機械安全、功能安全三、簡答題1.考慮人體的重心分布，使康復器械在支撐和運動時保持穩(wěn)定；根據(jù)人體運動時的受力情況，合理設計器械結構，確?；颊呤褂脮r受力均勻，避免造成二次傷害；關注人體運動的慣性，在器械運動部件設計中考慮慣性的影響，實現(xiàn)平穩(wěn)運動。2.電氣系統(tǒng)設計要點包括：采用安全電壓供電，防止觸電危險；合理布線，避免電磁干擾；選用質量可靠的電氣元件，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性；設計完善的電路保護措施，如過載保護、短路保護等；考慮電氣系統(tǒng)的散熱問題，保證設備正常運行。四、案例分析題1.該機器人在機械結構設計上，通過多個關節(jié)的設置來模擬人體下肢的不同運動部位和角度，關節(jié)的自由度和運動范圍參考了人體下肢的正常運動參數(shù)，以確保能夠準確地模仿人體下肢的運動。同時，采用了堅固且輕量化的材料制作機械部件，保證在承載患者運動時具有良好的剛性和穩(wěn)定性，又不會因過重增加患者負擔。2.傳感器技術在康復訓練中的作用：加速度傳感器可檢測患者下肢運動的速度、加速度等參數(shù)，幫助控制系統(tǒng)實時了解患者的運動狀態(tài)，以便精準調整機器人的運動參數(shù)，實現(xiàn)與患者運動的良好配合；角度傳感器能精確測量關節(jié)的轉動角度，確保機器人的運動角度與人體下肢運動角度一致，提高康復訓練的準確性；力傳感器可感知患者施加在機器人上力的大小，使訓練強度能根據(jù)患者實際情況進行動態(tài)調整，避免訓練過度或不足。五、設計題設計思路：采用曲柄搖桿機構實現(xiàn)手指的屈伸運動