發(fā)布時間：2021-07-18 07:54

　　隨著研究的不斷深入以及傳感器技術(shù)與控制理論的不斷發(fā)展,可穿戴外骨骼機器人已經(jīng)取得了較大的突破,目前主要應(yīng)用于兩大領(lǐng)域:助力和康復(fù)領(lǐng)域。本文研究了一款下肢助力外骨骼機器人,能夠主動識別人體的運動意圖,在一定程度完成助力。本文通過分析人的行走步態(tài),進行了下肢外骨骼機器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與相關(guān)元器件的選型。論文進行了機構(gòu)的動力學(xué)與運動學(xué)分析與仿真,設(shè)計了多傳感器的人體運動意圖判別系統(tǒng),對下肢外骨骼機器人進行實驗研究。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:1.在進行相關(guān)的調(diào)研后,分析了人體的下肢骨骼結(jié)構(gòu)以及自由度等,確定了下肢外骨骼機器人的基本參數(shù)。分析了人體下肢的CGA數(shù)據(jù),得到人體下肢在行走時的各關(guān)節(jié)的角度與力矩隨運動變化的關(guān)系曲線圖,并以此為依據(jù),選擇合適的直流電機與諧波減速器型號。2.運用Solidworks三維建模軟件,對外骨骼機器人的整體機構(gòu)進行設(shè)計。主要設(shè)計了其髖關(guān)節(jié)與腳底模塊以及其大腿桿件,并對各部件進行了應(yīng)力分析,優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計。3.進行外骨骼機器人的運動學(xué)分析,分析其在不同姿態(tài)下的空間坐標以驗證該設(shè)計的合理性。結(jié)合拉格朗日平衡方程對外骨骼機器人進行動力學(xué)分析,獲得其各關(guān)節(jié)的力矩方程,并... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

BLEEX外骨骼機器人[16,17]

圖 1-2 eLegs 外骨骼機器人[18]德·馬丁公司的HULC外骨骼機器人[19～21]骨骼機器人，其是在 BLEEX 的基礎(chǔ)上，裝備的重量，仍由液壓進行驅(qū)動。整套樣的彎曲運動。HULC由兩塊總重為3.6 k，可使穿戴者在負重 90 kg 時，以 4.8 km圖 1-3 HULC 外骨骼機器人[19～21]

圖 1-2 eLegs 外骨骼機器人[18]克希德·馬丁公司的HULC外骨骼機器人[19～21]是世界上第一款的外骨骼機器人，其是在 BLEEX 的基礎(chǔ)上，由鈦合金制成，減輕了裝備的重量，仍由液壓進行驅(qū)動。整套系統(tǒng)的各個設(shè)計節(jié)一樣的彎曲運動。HULC由兩塊總重為3.6 kg的鋰電池作為況下，可使穿戴者在負重 90 kg 時，以 4.8 km/h 的速度連續(xù)不。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]下肢外骨骼康復(fù)機器人設(shè)計及其運動學(xué)分析[J]. 夏田,桓茜,陳宇,徐建林,韓瑞琪.  華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]液壓驅(qū)動下肢助力外骨骼機器人膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計及試驗[J]. 靳興來,朱世強,張學(xué)群,朱笑叢,潘忠強.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(05)
[3]穿戴式外骨骼康復(fù)輔具臨床應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 陳學(xué)斌,劉利榮,安崢,高敏,高海鵬.  科技導(dǎo)報. 2017(02)
[4]康復(fù)機器人與智能輔助系統(tǒng)的研究進展[J]. 侯增廣,趙新剛,程龍,王啟寧,王衛(wèi)群.  自動化學(xué)報. 2016(12)
[5]外骨骼機器人的人體步態(tài)感知系統(tǒng)設(shè)計[J]. 周攀,楊勇,馬磊,舒楊.  傳感器與微系統(tǒng). 2016(10)
[6]外骨骼可穿戴機器人產(chǎn)品介紹[J].   機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2016(02)
[7]基于多傳感器的人體行為識別系統(tǒng)[J]. 周林,雷麗平,楊龍頻.  傳感器與微系統(tǒng). 2016(03)
[8]多關(guān)節(jié)外骨骼助力機器人發(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.  兵工學(xué)報. 2016(01)
[9]下肢外骨骼機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計和動力學(xué)仿真[J]. 楊宗林,曾億山,王善杰.  機械設(shè)計與制造. 2016(01)
[10]外骨骼機器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 邢凱,趙新華,陳煒,侍才洪,郭月,張西正.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2015(01)

博士論文
[1]液壓驅(qū)動下肢外骨骼機器人擺動相控制系統(tǒng)研究[D]. 靳興來.浙江大學(xué) 2017
[2]可穿戴型助力機器人技術(shù)研究[D]. 陳峰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]下肢外骨骼機器人智能傳感系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[D]. 鄧清龍.電子科技大學(xué) 2017
[2]下肢助力外骨骼機器人的研究[D]. 彭延云.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]下肢助力外骨骼機器人設(shè)計與研究[D]. 逄學(xué)偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]下肢可穿戴外骨骼機器人仿人機構(gòu)設(shè)計與運動控制研究[D]. 王善杰.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[5]仿生下肢外骨骼機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及可靠性分析[D]. 陳偉.電子科技大學(xué) 2015
[6]下肢康復(fù)機器人感知系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 王茂永.電子科技大學(xué) 2014
[7]漲薪壓力下勞動密集型企業(yè)人力成本管理研究[D]. 劉杭.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[8]下肢外骨骼康復(fù)機器人的機構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 張倩.電子科技大學(xué) 2013
[9]助行機器人機構(gòu)研究[D]. 張楠.蘇州大學(xué) 2013
[10]一種新型擬人機械腿的性能研究[D]. 劉毅.浙江工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3289170