一種減重外骨骼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析
本文選題:減重 切入點(diǎn):外骨骼 出處:《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造》2017年12期
【摘要】:隨著社會(huì)老齡化,外骨骼技術(shù)逐漸應(yīng)用于助老領(lǐng)域,針對(duì)存在下肢退化性關(guān)節(jié)炎老年人行走過程中需減輕自身重量對(duì)承重關(guān)節(jié)壓迫的具體需求,分析了減重外骨骼構(gòu)型特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于2-UPS機(jī)構(gòu)的減重外骨骼。外骨骼與人體通過骨盆及前腳掌連接構(gòu)成單閉環(huán),應(yīng)用閉環(huán)矢量法建立外骨骼運(yùn)動(dòng)學(xué)模型;诶夏耆顺K傩凶哌^程中下肢關(guān)節(jié)角度變化關(guān)系,計(jì)算外骨骼主、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)副在一個(gè)步態(tài)周期的速度和加速度。應(yīng)用拉格朗日法分別對(duì)行走過程中雙腿支撐相和單腿支撐相進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,并通過Adams仿真軟件驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
[Abstract]:With the aging of society, exoskeleton technology has been gradually applied in the field of assisting the elderly. In view of the need to reduce the specific demands of weight bearing joint compression in the walking process of the elderly with degenerative arthritis of lower extremities, the characteristics of weight-reducing exoskeleton configuration are analyzed.On this basis, a weight loss exoskeleton based on 2-UPS mechanism is designed.The exoskeleton is connected with human body through pelvis and forefoot to form a single closed loop. The kinematics model of exoskeleton is established by closed loop vector method.The velocity and acceleration of exoskeleton active and passive motion pairs in a gait cycle were calculated based on the angle change of lower extremity joints during walking at constant speed.The Lagrangian method is used to analyze the dynamics of the leg support phase and the single leg support phase respectively, and the correctness of the dynamic model is verified by Adams simulation software.
【作者單位】: 燕山大學(xué)河北省并聯(lián)機(jī)器人與機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室;先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué));中國(guó)一重集團(tuán)重型技術(shù)裝備基礎(chǔ)科學(xué)研究院;中國(guó)一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(51305380) 河北省自然科學(xué)基金(E2015203144)
【分類號(hào)】:TP242
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,本文編號(hào):1730023
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