負(fù)重型外骨骼機(jī)器人的出現(xiàn)解決了特殊情況下物資難于運(yùn)輸和搬運(yùn)的問題,但是在負(fù)重后人機(jī)系統(tǒng)的重心偏移是造成人體軀干后傾的主要原因之一。早期負(fù)重型外骨骼在結(jié)構(gòu)上設(shè)計成擁有擬人化的“踝-膝-髖”三關(guān)節(jié),分別設(shè)有液壓驅(qū)動單元,為工作提供動力,而髖關(guān)節(jié)處液壓單元可以調(diào)節(jié)外骨骼背部的傾角�？紤]到重量、續(xù)航、能量利用率等方面,目前多只采用膝關(guān)節(jié)驅(qū)動,帶來負(fù)重外骨骼軀干后傾與人體負(fù)重前傾不符,造成人體軀干受力增大,對人體負(fù)重行走穩(wěn)定性和舒適性造成極大干擾和不適。當(dāng)負(fù)重過大時可能導(dǎo)致人體失衡或向后傾倒而造成傷害。從人體負(fù)重時軀干實際所處空間姿態(tài)和有利于人體穩(wěn)定性兩方面出發(fā),提出采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)作為機(jī)械髖關(guān)節(jié)并用其協(xié)調(diào)軀干與負(fù)重之間的角度關(guān)系。在用SolidWorks建立與標(biāo)準(zhǔn)身高及各體段長度適當(dāng)?shù)耐夤趋滥Ｐ偷幕A(chǔ)上,分析了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其與人體模型之間位置的協(xié)調(diào)性;通過一個周期內(nèi)下肢步態(tài)動作的分析,獲得人體下肢運(yùn)動過程及運(yùn)行時某一側(cè)小腿及大腿的空間位置,通過Kane方法對人體下肢進(jìn)行動力學(xué)分析,導(dǎo)入Adams中進(jìn)行了動力學(xué)仿真。各體段的相關(guān)參數(shù)采用國家標(biāo)準(zhǔn),通過仿真獲得人機(jī)系統(tǒng)重心在矢狀面內(nèi)前后位移的變化結(jié)果...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外對外骨骼研究
        1.2.2 國內(nèi)對外骨骼研究
    1.3 外骨骼髖關(guān)節(jié)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究主要內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 外骨骼髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計
    2.1 三維建�？偸�
    2.2 人體軀干與髖關(guān)節(jié)解剖學(xué)簡介
    2.3 外骨骼髖關(guān)節(jié)設(shè)計
        2.3.1 外骨骼髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 新型外骨骼髖關(guān)節(jié)工作原理
    2.4 外骨骼整體模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 外骨骼靜力學(xué)分析及其優(yōu)化
    3.1 站立時系統(tǒng)重心狀態(tài)分析
        3.1.1 空載時系統(tǒng)重心狀態(tài)分析
        3.1.2 負(fù)重時系統(tǒng)重心狀態(tài)分析
    3.2 系統(tǒng)靜力學(xué)分析
        3.2.1 外骨骼材料選擇
        3.2.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動角
        3.2.3 靜力學(xué)分析
    3.3 外骨骼結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 人機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)分析
    4.1 系統(tǒng)步態(tài)分析
        4.1.1 人體步態(tài)分析
        4.1.2 負(fù)載下人體步態(tài)分析
    4.2 Kane方法簡介
    4.3 人體動力學(xué)建模
    4.4 人機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)仿真
        4.4.1 Adams動力學(xué)分析基礎(chǔ)
        4.4.2 驅(qū)動曲線獲取及處理
        4.4.3 仿真控制
    4.5 仿真結(jié)果
        4.5.1 結(jié)果驗證
        4.5.2 結(jié)果分析
        4.5.3 結(jié)論
    4.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3838517