近年來(lái),隨著我國(guó)人口老齡化程度日益加劇,陪護(hù)人員數(shù)量也在增加,造成了人力資源的浪費(fèi),同時(shí)一些重體力、高頻率工作人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期勞作,身體出現(xiàn)了問(wèn)題,導(dǎo)致生活質(zhì)量下降。因此考慮采用下肢外骨骼機(jī)器人來(lái)輔助勞動(dòng)者工作,以減輕其勞動(dòng)強(qiáng)度,減少重體力勞動(dòng)者身體勞損。目前下肢外骨骼機(jī)器人存在較多技術(shù)難題,比如型大、體重、制造困難、助力性能難以評(píng)價(jià)等。本文在分析外骨骼機(jī)器人型大、本體重及制造困難等技術(shù)難題基礎(chǔ)上建立了輕型、可伸縮、踝關(guān)節(jié)被動(dòng)氣彈簧驅(qū)動(dòng)的下肢外骨骼機(jī)器人;基于助力外骨骼機(jī)器人助力性能難以評(píng)價(jià)難題建立了人機(jī)耦合模型,通過(guò)分析人體下肢肌肉力及肌肉能量代謝情況來(lái)判斷下肢外骨骼機(jī)器人對(duì)人體的助力作用。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）針對(duì)目前外骨骼機(jī)器人體形大、本體重、制造困難等問(wèn)題,本課題考慮髖、膝關(guān)節(jié)輕型驅(qū)動(dòng)和踝關(guān)節(jié)氣彈簧被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式建立了輕型外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)模型。采用了可伸縮連桿作為下肢外骨骼機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu),以滿足中國(guó)女子身高尺寸的第5百分位數(shù)和中國(guó)男子身高尺寸的第95百分位數(shù)之間的需求者,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。（2）建立了下肢外骨骼機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了理論分析。基于ADAMS平臺(tái)對(duì)兩種踝關(guān)節(jié)下肢... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

1 最早的外骨骼人

碩士學(xué)位論文3圖1.1最早的外骨骼人圖1.2雷神公司XOS2圖1.3HULC機(jī)器人還有一些研究機(jī)構(gòu)如韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、俄羅斯國(guó)防部第3中央研究所等也進(jìn)行了相關(guān)研究。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)從2004年之后才開(kāi)始對(duì)外骨骼機(jī)器人進(jìn)行研究，起步較晚，大都集中于理論研究[27]。早期研究成果主要集中在高校與科研機(jī)構(gòu)中，如中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海大學(xué)等。2006年，浙江大學(xué)基于人機(jī)耦合的層次式控制框架，采用氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出一套外骨骼原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[28]，其后對(duì)外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)[29]。在同一年，海軍航空工程學(xué)院設(shè)計(jì)完成了第一代外骨骼機(jī)器人[30]，其后采用了全新的設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化了控制方法，于2008年推出了第二代外骨骼機(jī)器人[31]，在2009年又推出了第三代外骨骼機(jī)器人樣機(jī)[32]，在腰環(huán)、傳感靴、關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都有了改進(jìn)。圖1.4筑波大學(xué)HAL5圖1.5CEXO-WO3圖1.6火箭院機(jī)器人2018年世界機(jī)器人大會(huì)上，北京鐵甲鋼拳科技有限公司展示了三款其自主研發(fā)外骨骼機(jī)器人，包括全球首款手指具有動(dòng)力的上肢外骨骼CEXO-01，腰部助力

碩士學(xué)位論文3圖1.1最早的外骨骼人圖1.2雷神公司XOS2圖1.3HULC機(jī)器人還有一些研究機(jī)構(gòu)如韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、俄羅斯國(guó)防部第3中央研究所等也進(jìn)行了相關(guān)研究。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)從2004年之后才開(kāi)始對(duì)外骨骼機(jī)器人進(jìn)行研究，起步較晚，大都集中于理論研究[27]。早期研究成果主要集中在高校與科研機(jī)構(gòu)中，如中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海大學(xué)等。2006年，浙江大學(xué)基于人機(jī)耦合的層次式控制框架，采用氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出一套外骨骼原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[28]，其后對(duì)外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)[29]。在同一年，海軍航空工程學(xué)院設(shè)計(jì)完成了第一代外骨骼機(jī)器人[30]，其后采用了全新的設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化了控制方法，于2008年推出了第二代外骨骼機(jī)器人[31]，在2009年又推出了第三代外骨骼機(jī)器人樣機(jī)[32]，在腰環(huán)、傳感靴、關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都有了改進(jìn)。圖1.4筑波大學(xué)HAL5圖1.5CEXO-WO3圖1.6火箭院機(jī)器人2018年世界機(jī)器人大會(huì)上，北京鐵甲鋼拳科技有限公司展示了三款其自主研發(fā)外骨骼機(jī)器人，包括全球首款手指具有動(dòng)力的上肢外骨骼CEXO-01，腰部助力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與仿真[J]. 陳煒,王立柱,張林琰,馬利.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2018(04)
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[4]基于柔性氣壓驅(qū)動(dòng)器的可穿戴式腰部助力機(jī)器人研究[J]. 李向攀,韓建海,郭冰菁,張彥斌,趙菲菲,則次俊郎.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[5]多關(guān)節(jié)外骨骼助力機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 宋遒志,王曉光,王鑫,汪陽(yáng).  兵工學(xué)報(bào). 2016(01)
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[9]基于仿生原理的節(jié)能減振類人機(jī)器人膝關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)[J]. 陳兵,駱敏舟,孫少明,王美玲,王琨.  機(jī)器人. 2014(02)
[10]基于OpenSim技術(shù)的跨欄跟腱仿真分析[J]. 李琳杰,成萬(wàn)祥.  天津體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(06)

博士論文
[1]基于柔性傳動(dòng)的助力全身外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)研究[D]. 陳春杰.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院) 2017

碩士論文
[1]氣動(dòng)助力外骨骼機(jī)器人人機(jī)協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 陶俊.浙江大學(xué) 2018
[2]外骨骼機(jī)器人下肢增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真研究[D]. 王珺.浙江大學(xué) 2016
[3]下肢外骨骼機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李雁北.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[4]多自由度下肢外骨骼控制系統(tǒng)研究[D]. 劉志娟.浙江大學(xué) 2011
[5]仿生外骨骼式下肢康復(fù)機(jī)器人研究[D]. 孔祥戰(zhàn).河北工業(yè)大學(xué) 2011
[6]可穿戴式的下肢步行外骨骼控制機(jī)理研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 牛彬.浙江大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3519010