本文選題：結(jié)構(gòu)優(yōu)化　切入點(diǎn)：性能評(píng)價(jià)　出處：《華東理工大學(xué)》2011年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：由于人類(lèi)體力,耐力,速度等自身?xiàng)l件因素的限制,人體舉重很難超過(guò)200kg,速度不超過(guò)10m/s,而且在長(zhǎng)久執(zhí)行某一任務(wù)時(shí)還需要停下來(lái)休息,因此,研究設(shè)計(jì)一種提高人體機(jī)能的設(shè)備顯得是必要的。協(xié)行助力機(jī)械腿是用于人體在無(wú)法背負(fù)重物或背負(fù)能力不足時(shí),在盡量少甚至不降低人體其他性能的情況下,使人體的背負(fù)重物的能力得到大幅提升。 本課題受到國(guó)家自然科學(xué)基金《虛擬重力驅(qū)動(dòng)的協(xié)行動(dòng)力機(jī)械腿建模方法與步態(tài)周期分岔研究》(基金號(hào)：50775072)資助。本文基于人體工程學(xué)方法,采用液壓驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)了一種新型可穿戴協(xié)行助力機(jī)械腿,對(duì)液壓執(zhí)行器進(jìn)行了校核分析；針對(duì)人體下肢的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)步態(tài)的工作特性,基于Denavit-Hartenberg方法建立機(jī)械腿運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程；考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的承載能力,靈巧度及剛度特性,應(yīng)用Matlab對(duì)規(guī)劃前進(jìn)步態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析；提出了評(píng)估系統(tǒng)優(yōu)劣的三個(gè)基礎(chǔ)性能指標(biāo)——減重能力,步態(tài)跟隨性和安全可靠性。 分析結(jié)果表明：液壓執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)緊湊,但是相對(duì)于常選安全系數(shù),穩(wěn)定性安全系數(shù)偏低,回程彈簧的彈性系數(shù)存在一個(gè)臨界值,使得液壓缸能夠?qū)崿F(xiàn)回覆功能；液壓缸的位置結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的承載能力有著很大的影響；所設(shè)計(jì)的協(xié)行助力機(jī)械腿能夠?qū)崿F(xiàn)減重功能,達(dá)到了預(yù)期目的,所建立的性能評(píng)估方法有效,為驗(yàn)證外骨骼系統(tǒng)性能提供了可量化的依據(jù)。
[Abstract]:Because of the limitations of human physical strength, endurance, speed, etc., it is very difficult for the human body to lift weights more than 200 kg, and the speed does not exceed 10 m / s, and it also needs to stop and rest while performing a certain task for a long time, so, It is necessary to study and design a kind of equipment to improve the function of human body. The ability of the body to carry heavy objects has been greatly improved. This project is supported by the National Natural Science Foundation of China, "Modeling method and gait period bifurcation of the Cooperative Action Mechanical leg driven by Virtual Gravity" (Fund No.: 50775072). This paper is based on the ergonomics method. In this paper, a new wearable assisted mechanical leg is designed by means of hydraulic drive, the hydraulic actuator is checked and analyzed, and the working characteristics of the walking gait of human lower extremity are analyzed. Based on the Denavit-Hartenberg method, the kinematics and dynamics equations of the mechanical leg are established, and the structural optimization analysis of the planning gait is carried out by using Matlab, considering the bearing capacity, dexterity and stiffness characteristics in the course of motion. In this paper, three basic performance indexes for evaluating the system are presented, such as weight reducing ability, gait followability and safety and reliability. The analysis results show that the hydraulic actuator has a compact structure, but the stability safety factor is low compared with the usual safety factor, and the elastic coefficient of the return spring has a critical value, which makes the hydraulic cylinder achieve the recovery function. The position and structure parameters of the hydraulic cylinder have a great influence on the bearing capacity of the system. It provides a quantifiable basis for verification of exoskeleton system performance.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周游;劉艷瀅;王春民;陳靜;陳秋萍;魏雅娟;;幾種人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法的比較分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2009年06期

2 車(chē)玲玲;王志良;;ZMP理論在雙足步行機(jī)器人步態(tài)控制中的應(yīng)用[J];電子器件;2007年04期

3 印松;殷躍紅;;下肢康復(fù)用并聯(lián)式外骨骼膝關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)[J];高技術(shù)通訊;2009年08期

4 孫立寧,楚中毅,曲東升,崔晶;2-DOF平面并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

5 楊智勇;張靜;歸麗華;張遠(yuǎn)山;楊秀霞;;外骨骼機(jī)器人控制方法綜述[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào);2009年05期

6 張蕊;張佳帆;張文蔚;;可穿戴式柔性外骨骼人機(jī)智能系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)[J];機(jī)電工程;2008年12期

7 石宗英,徐文立,馮元琨,方海軍;仿人型機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行控制方法[J];機(jī)器人;2001年06期

8 曹曦;趙群飛;馬培蓀;;兩足步行椅機(jī)器人機(jī)械參數(shù)與步行穩(wěn)定性關(guān)系研究[J];機(jī)器人;2007年03期

9 王亮,胡衛(wèi)明,譚鐵牛;人運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)分析綜述[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2002年03期

10 陳占伏;楊秀霞;顧文錦;;下肢外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 張立杰;兩自由度并聯(lián)機(jī)器人的性能分析及尺寸優(yōu)化[D];燕山大學(xué);2006年

2 陳峰;可穿戴型助力機(jī)器人技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

3 吳劍鋒;基于肌電信號(hào)的人體下肢運(yùn)動(dòng)信息獲取技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 張佳帆;基于柔性外骨骼人機(jī)智能系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

5 繩濤;欠驅(qū)動(dòng)兩足機(jī)器人控制策略及其應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姜培玉;兩足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

2 戚開(kāi)誠(chéng);仿人形機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

3 王晏;人體下肢運(yùn)動(dòng)分析[D];大連理工大學(xué);2005年

4 羅小美;基于ADAMS人體動(dòng)力學(xué)的建模與仿真研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2006年

5 牛彬;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];浙江大學(xué);2006年

6 趙彥峻;人體下肢外骨骼工作機(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2006年

7 鄧欣;雙足機(jī)器人步行穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

8 唐曉丹;基于視覺(jué)的人體運(yùn)動(dòng)分析算法研究[D];北京交通大學(xué);2008年

9 崔業(yè)兵;智能割草機(jī)器人工程化過(guò)程中的安全性問(wèn)題的研究[D];南京理工大學(xué);2008年

10 程秋菊;基于ADAMS的人體下肢運(yùn)動(dòng)仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1619375