下肢外骨骼助力機器人結構設計與仿真分析
發(fā)布時間：2021-02-12 23:00
外骨骼助力機器人是目前輔助行走類產品中熱門的研究對象,本課題以下肢外骨骼助力機器人為研究對象,設計了一款柔性佳,穿戴舒適且符合大眾消費水平的下肢外骨骼助力機器人,采用理論分析、建模計算、仿真驗證等方式,重點對外骨骼結構設計、運動學和動力學分析、有限元分析和聯(lián)合控制仿真展開深入研究,本文主要研究工作和成果如下:基于人體下肢結構特性和運動機理,對外骨骼的機械結構進行了仿生設計,設計出了結構尺寸可調節(jié),自由度擬人化且裝有緩沖減振裝置的下肢外骨骼助力機器人;根據(jù)人體步態(tài)數(shù)據(jù),最終選取Maxon EC 90型盤式電機和Planetary Gearhead GP 52 C型減速器作為主動關節(jié)的驅動方式,提出了一種基于嵌入式的外骨骼助力機器人控制方法,能簡單高效地實現(xiàn)同步跟隨、省力助力的功能目標;最后利用UG對下肢外骨骼人機系統(tǒng)進行三維建模。基于D-H參數(shù)法和微分變換法,對外骨骼助力機器人進行正、逆運動學理論分析,得到外骨骼下肢主動關節(jié)的運動學特性;基于拉格朗日方程對外骨骼進行逆動力學理論分析,得到下肢主動關節(jié)屈/伸運動的力矩解析式,為后面控制方法的選擇和設計仿真提供數(shù)學理論基礎;在ADAMS中建立...
【文章來源】：江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：117 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Hardiman外骨骼助力機器人Fig.1.1Hardimanexoskeleton-assistedrobot
圖 1.2 BLEEX 系列產品Fig.1.2 BLEEX series products表 1.1BLEEX 系列性能參數(shù)Table.1.1 Performance parameters of BLEEX series products 名稱 自重/kg 負重/kg 行走速度（/m/s） 工
圖 1.3 柔性外骨骼機械服“Soft Exosuit”Fig.1.3 Soft mechanical exoskeleton suit “Soft Exosuit”
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于有限元的車輛可靠性增長方法的研究[J]. 王磊,鐘瑞,裴永琪,王華棟. 汽車實用技術. 2017(18)
[2]基于ANSYS Workbench的高速軸瞬態(tài)動力學分析[J]. 王鵬,張柱銀,夏建生,許寧. 鹽城工學院學報(自然科學版). 2017(03)
[3]基于剛柔耦合的四足機器人動力性能研究[J]. 高彤,袁立鵬,宮赤坤,勾文浩. 現(xiàn)代制造工程. 2017(06)
[4]我國人口老齡化現(xiàn)狀、趨勢與建議[J]. 胡杰成. 中國經貿導刊. 2017(12)
[5]液壓驅動下肢助力外骨骼機器人膝關節(jié)結構設計及試驗[J]. 靳興來,朱世強,張學群,朱笑叢,潘忠強. 農業(yè)工程學報. 2017(05)
[6]單軌車軌道部件的瞬態(tài)動力學分析[J]. 劉鐵男,田松巖,梁素鈺,李琳,杜倩. 工程設計學報. 2016(04)
[7]外骨骼機器人驅動方式的研究[J]. 張增峰,陳煒,李浩,李坦東,侍才洪,李瑞欣,蘇衛(wèi)華,張西正. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(08)
[8]無人機起飛控制系統(tǒng)模糊控制器設計仿真研究[J]. 劉衛(wèi)華,劉濤,張浩. 計算機仿真. 2016(05)
[9]多關節(jié)外骨骼助力機器人發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術分析[J]. 宋遒志,王曉光,王鑫,汪陽. 兵工學報. 2016(01)
[10]下肢外骨骼機器人人機腿部約束分析[J]. 王陽,宋遒志,王曉光. 現(xiàn)代制造技術與裝備. 2016(01)
博士論文
[1]下肢外骨骼的動力學分析與運動規(guī)劃[D]. 賈山.東南大學 2016
[2]基于柔性外骨骼人機智能系統(tǒng)基礎理論及應用技術研究[D]. 張佳帆.浙江大學 2009
[3]人體運動協(xié)調規(guī)律及其參數(shù)化描述[D]. 楊年峰.清華大學 2001
碩士論文
[1]下肢助力外骨骼機器人設計與研究[D]. 逄學偉.合肥工業(yè)大學 2016
[2]外骨骼機器人下肢增力機構設計和仿真研究[D]. 王珺.浙江大學 2016
[3]液壓缸試驗臺試驗測試與優(yōu)化改進設計[D]. 王宇恒.南京理工大學 2016
[4]下肢外骨骼機器人人機運動學與靜力學研究[D]. 段啟超.西安工業(yè)大學 2015
[5]下肢外骨骼康復機器人控制系統(tǒng)設計與研究[D]. 麻天照.電子科技大學 2015
[6]下肢外骨骼機器人的設計與研究[D]. 李雁北.北京林業(yè)大學 2015
[7]基于CT三維重建的華南人髖臼前傾角測量分析及臨床意義[D]. 金進寶.廣州醫(yī)科大學 2014
[8]下肢助力外骨骼機構設計與研究[D]. 蔣靖.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[9]中國正常成人步行時空參數(shù)研究及其臨床應用[D]. 李香平.第三軍醫(yī)大學 2012
[10]下肢外骨骼助力機器人系統(tǒng)研究[D]. 楊杰乾.哈爾濱工程大學 2012
本文編號：3031557
【文章來源】：江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：117 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Hardiman外骨骼助力機器人Fig.1.1Hardimanexoskeleton-assistedrobot
圖 1.2 BLEEX 系列產品Fig.1.2 BLEEX series products表 1.1BLEEX 系列性能參數(shù)Table.1.1 Performance parameters of BLEEX series products 名稱 自重/kg 負重/kg 行走速度（/m/s） 工
圖 1.3 柔性外骨骼機械服“Soft Exosuit”Fig.1.3 Soft mechanical exoskeleton suit “Soft Exosuit”
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于有限元的車輛可靠性增長方法的研究[J]. 王磊,鐘瑞,裴永琪,王華棟. 汽車實用技術. 2017(18)
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[3]基于剛柔耦合的四足機器人動力性能研究[J]. 高彤,袁立鵬,宮赤坤,勾文浩. 現(xiàn)代制造工程. 2017(06)
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[6]單軌車軌道部件的瞬態(tài)動力學分析[J]. 劉鐵男,田松巖,梁素鈺,李琳,杜倩. 工程設計學報. 2016(04)
[7]外骨骼機器人驅動方式的研究[J]. 張增峰,陳煒,李浩,李坦東,侍才洪,李瑞欣,蘇衛(wèi)華,張西正. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(08)
[8]無人機起飛控制系統(tǒng)模糊控制器設計仿真研究[J]. 劉衛(wèi)華,劉濤,張浩. 計算機仿真. 2016(05)
[9]多關節(jié)外骨骼助力機器人發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術分析[J]. 宋遒志,王曉光,王鑫,汪陽. 兵工學報. 2016(01)
[10]下肢外骨骼機器人人機腿部約束分析[J]. 王陽,宋遒志,王曉光. 現(xiàn)代制造技術與裝備. 2016(01)
博士論文
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[2]基于柔性外骨骼人機智能系統(tǒng)基礎理論及應用技術研究[D]. 張佳帆.浙江大學 2009
[3]人體運動協(xié)調規(guī)律及其參數(shù)化描述[D]. 楊年峰.清華大學 2001
碩士論文
[1]下肢助力外骨骼機器人設計與研究[D]. 逄學偉.合肥工業(yè)大學 2016
[2]外骨骼機器人下肢增力機構設計和仿真研究[D]. 王珺.浙江大學 2016
[3]液壓缸試驗臺試驗測試與優(yōu)化改進設計[D]. 王宇恒.南京理工大學 2016
[4]下肢外骨骼機器人人機運動學與靜力學研究[D]. 段啟超.西安工業(yè)大學 2015
[5]下肢外骨骼康復機器人控制系統(tǒng)設計與研究[D]. 麻天照.電子科技大學 2015
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[8]下肢助力外骨骼機構設計與研究[D]. 蔣靖.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[9]中國正常成人步行時空參數(shù)研究及其臨床應用[D]. 李香平.第三軍醫(yī)大學 2012
[10]下肢外骨骼助力機器人系統(tǒng)研究[D]. 楊杰乾.哈爾濱工程大學 2012
本文編號：3031557
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