【摘要】：外骨骼技術(shù)是一門關(guān)于模擬人體骨骼,為人體提供支撐和負(fù)重的新興技術(shù),目前,已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。外骨骼能夠有效的提高人體運(yùn)動能力和承載能力,具有為面向肢體康復(fù)訓(xùn)練和面向人體增力助行兩方面的應(yīng)用功能,攜行式外骨骼屬于后者。外骨骼與人體接觸密切,其設(shè)計(jì)應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)原理。本論文以外骨骼系統(tǒng)為研究對象,著重分析系統(tǒng)中的人、機(jī)關(guān)系,并研究其仿生設(shè)計(jì)和穿戴舒適性。具體研究工作內(nèi)容如下： 1、應(yīng)用人體運(yùn)動學(xué)和人體解剖學(xué)知識,仿生設(shè)計(jì)外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu),研究外骨骼下肢自由度、關(guān)節(jié)運(yùn)動以及動態(tài)穩(wěn)定性,提出攜行式外骨骼仿生設(shè)計(jì)原則,并在solidworks中建立其三維模型。 2、研究了外骨骼下肢運(yùn)動軌跡規(guī)劃,利用坐標(biāo)變換和D-H法則建立外骨骼下肢運(yùn)動學(xué)模型,并在Adams中進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真分析,仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)仿生設(shè)計(jì)的合理性。 3、研究了人體生物學(xué)反應(yīng)及其相關(guān)生理信號,描述了攜行式外骨骼穿戴舒適性特點(diǎn),構(gòu)建基于肌肉疲勞、大腦疲勞和體壓分布特征參數(shù)的舒適性表達(dá),在此基礎(chǔ)上,建立了外骨骼穿戴舒適性優(yōu)化模型。 4、闡述了外骨骼穿戴舒適性研究思路,設(shè)計(jì)客觀實(shí)驗(yàn),進(jìn)行人體的表面肌電信號、心電信號和體壓信號的實(shí)驗(yàn)測量,利用嵌入式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集信號和數(shù)據(jù),結(jié)合Matlab輸出外骨骼穿戴舒適性曲線,客觀分析人體舒適狀況。 5、建立攜行式外骨骼穿戴舒適性的主觀評價(jià)指標(biāo)體系,將可拓理論運(yùn)用于層次分析,得到更為真實(shí)有效的指標(biāo)權(quán)重。同時(shí),結(jié)合客觀實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模糊綜合評價(jià)實(shí)例分析,綜合評價(jià)了外骨骼穿戴舒適性。 本文基于人機(jī)工程學(xué)原理,分析了攜行式外骨骼系統(tǒng)仿生設(shè)計(jì)機(jī)理,歸納了設(shè)計(jì)原則,為外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了具體參考；另外,將客觀實(shí)驗(yàn)測量和主觀綜合評價(jià)兩者結(jié)合研究外骨骼穿戴舒適性,形成定性定量的評價(jià)方法體系,為研究外骨骼穿戴舒適性、改善系統(tǒng)人機(jī)環(huán)境提供了重要的理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB18

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2561362