本文選題：機(jī)器人　切入點(diǎn)：設(shè)計　出處：《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》2017年05期

【摘要】：液壓驅(qū)動下肢助力外骨骼是一種典型的人機(jī)交互類機(jī)器人,在跟隨人體行進(jìn)的同時,可提高人的負(fù)重能力。為實現(xiàn)最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計以降低對系統(tǒng)壓強(qiáng)、液壓缸尺寸的要求,通過仿生學(xué)分析人類正常步行時的步態(tài)數(shù)據(jù),依據(jù)準(zhǔn)擬人化設(shè)計準(zhǔn)則,采用CAD設(shè)計軟件、數(shù)值計算等方法,給出了液壓驅(qū)動膝關(guān)節(jié)的設(shè)計過程,并通過MATLAB等仿真軟件進(jìn)行了驗證�；诖_定的模型參數(shù),進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及平臺搭建,并進(jìn)行了穿戴試驗。仿真及試驗結(jié)果表明,該方法設(shè)計的外骨骼膝關(guān)節(jié)可以滿足步行及負(fù)重需求。在負(fù)重由10增加為20 kg時,即負(fù)重增加一倍時,膝關(guān)節(jié)的軌跡平均跟蹤誤差減小了0.05%,跟蹤誤差最大值增加了20.7%,但是相對于整個膝關(guān)節(jié)的活動范圍,該誤差僅占總活動范圍的1.2%。該研究為優(yōu)化液壓驅(qū)動下肢助力外骨骼提供了參考方法,并可為直線執(zhí)行器驅(qū)動外骨骼其他關(guān)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
[Abstract]:The lower limb assisted exoskeleton driven by hydraulic pressure is a typical human-computer interactive robot, which can improve the load bearing ability of human while following the human body.In order to realize the optimal structure design to reduce the requirement of system pressure and hydraulic cylinder size, the gait data of human walking were analyzed by bionics, according to the quasi-anthropomorphic design criterion, the CAD design software and numerical calculation were used.The design process of hydraulic driven knee joint is given and verified by MATLAB and other simulation software.Based on the determined model parameters, the structure design and platform construction are carried out, and the wearability test is carried out.The simulation and experimental results show that the proposed method can meet the requirements of walking and loading.When the load is increased from 10 to 20 kg, the average tracking error of the knee joint decreases by 0.05 and the maximum of the tracking error increases by 20.7, but compared with the whole range of knee motion, the error only accounts for 1.2 percent of the total range of motion.This study provides a reference method for optimizing the lower limb assisted exoskeleton driven by hydraulic actuators and a reference for the optimal design of other joints of the exoskeleton driven by linear actuators.
【作者單位】： 浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體資助項目(51521064) 浙江省自然科學(xué)基金資助項目(LY13E050001) 杭州市重大科技創(chuàng)新資助項目(20132111A04)
【分類號】：TP242

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本文編號：1710712