隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展,外骨骼作為一種結(jié)合機(jī)械動(dòng)力和人類智能的新興機(jī)器人,在軍事、救災(zāi)、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。其中,通過下肢外骨骼幫助因神經(jīng)損傷等原因?qū)е掳c瘓的患者進(jìn)行站立或行走,輔助患者沿著指定步態(tài)軌跡進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練已成為醫(yī)療領(lǐng)域的迫切需求。然而,外骨骼的機(jī)械機(jī)構(gòu)導(dǎo)致其具有復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)模型,并且各關(guān)節(jié)間存在動(dòng)力耦合,難以實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)通道的獨(dú)立控制,嚴(yán)重降低了下肢外骨骼的軌跡跟蹤性能。因此,本文提出一種新穎的解耦控制結(jié)構(gòu)——基于質(zhì)量和重力的（M-G）模態(tài)空間滑模解耦控制,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)解耦還能夠減小滑�？刂破鞯亩墩瘛１疚闹饕獙�(duì)液驅(qū)下肢外骨骼的解耦控制策略開展研究,主要研究內(nèi)容如下:1.分析人體下肢結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)特性,探明下肢結(jié)構(gòu)參數(shù)和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍,進(jìn)而確定下肢外骨骼關(guān)節(jié)自由度和運(yùn)動(dòng)范圍,完成外骨骼本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。2.基于機(jī)構(gòu)連桿幾何關(guān)系建立外骨骼運(yùn)動(dòng)學(xué)模型;基于拉格朗日方程建立外骨骼動(dòng)力學(xué)模型;基于電液伺服理論建立閥控非對(duì)稱缸模型;并基于此建立液驅(qū)下肢外骨骼系統(tǒng)的整體模型,為模態(tài)理論研究提供理論基礎(chǔ)。3.建立振動(dòng)力學(xué)方程,分析外骨骼動(dòng)力耦合本質(zhì)特性,構(gòu)建外骨骼系統(tǒng)的M-G模... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題背景及意義
    1.2 外骨骼研究現(xiàn)狀
        1.2.1 外骨骼國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 外骨骼國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 外骨骼解耦策略研究現(xiàn)狀
    1.4 外骨骼控制策略研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 人體下肢運(yùn)動(dòng)分析及外骨骼機(jī)構(gòu)方案
    2.1 引言
    2.2 人體下肢運(yùn)動(dòng)分析
        2.2.1 人體運(yùn)動(dòng)參考系
        2.2.2 人體下肢關(guān)節(jié)特征分析
        2.2.3 人體運(yùn)動(dòng)特征分析
    2.3 下肢外骨骼機(jī)構(gòu)方案
        2.3.1 下肢外骨骼關(guān)節(jié)自由度配置
        2.3.2 下肢外骨骼驅(qū)動(dòng)方式對(duì)比分析
        2.3.3 下肢外骨骼本體機(jī)械結(jié)構(gòu)方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 下肢外骨骼運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 下肢外骨骼運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    3.3 下肢外骨骼關(guān)節(jié)空間動(dòng)力學(xué)建模
    3.4 下肢外骨骼驅(qū)動(dòng)器空間動(dòng)力學(xué)建模
    3.5 下肢外骨骼液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模
        3.5.1 液壓缸固有頻率分析
        3.5.2 電液伺服閥流量方程建立
        3.5.3 非對(duì)稱液壓缸流量方程建立
        3.5.4 非對(duì)稱液壓缸力平衡方程建立
    3.6 本章小結(jié)
第4章 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)模態(tài)理論研究
    4.1 引言
    4.2 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)動(dòng)力耦合分析
    4.3 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)M-G模態(tài)空間理論分析
        4.3.1 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)M-G模態(tài)空間建立
        4.3.2 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)M-G模態(tài)空間映射關(guān)系分析
        4.3.3 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)M-G模態(tài)通道解耦特性分析
        4.3.4 液驅(qū)外骨骼系統(tǒng)物理空間解耦條件分析
        4.3.5 液驅(qū)外骨骼模態(tài)通道與物理通道性能關(guān)系分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 液驅(qū)外骨骼模態(tài)控制策略研究
    5.1 引言
    5.2 M-G模態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        5.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
        5.2.2 M-G模態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        5.2.3 M-G模態(tài)滑模穩(wěn)定性分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 下肢外骨骼M-G模態(tài)解耦控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究
    6.1 引言
    6.2 下肢外骨骼控制系統(tǒng)方案
    6.3 下肢外骨骼實(shí)驗(yàn)研究
        6.3.1 物理空間動(dòng)力耦合特性驗(yàn)證
        6.3.2 M-G模態(tài)通道解耦特性驗(yàn)證
        6.3.3 M-G模態(tài)空間控制解耦條件驗(yàn)證
        6.3.4 模態(tài)通道與物理通道性能關(guān)系驗(yàn)證
        6.3.5 M-G模態(tài)滑�？刂朴行则�(yàn)證
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]可穿戴型助力機(jī)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]液驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)多維力加載系統(tǒng)模態(tài)解耦控制研究[D]. 王志鵬.燕山大學(xué) 2019
[2]基于逆系統(tǒng)方法的下肢康復(fù)機(jī)器人解耦控制研究[D]. 路廷廷.燕山大學(xué) 2017
[3]腦卒中偏癱上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的基礎(chǔ)理論研究[D]. 梁康貴.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]下肢助力外骨骼機(jī)器人的研究[D]. 彭延云.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]下肢助力外骨骼機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究[D]. 逄學(xué)偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]助力外骨骼下肢控制技術(shù)研究[D]. 潘忠強(qiáng).浙江大學(xué) 2015
[7]面向緊急救援的可穿戴式下肢外骨骼設(shè)計(jì)研究[D]. 吳佳.浙江大學(xué) 2014
[8]偏癱患者輔助行走下肢康復(fù)外骨骼系統(tǒng)開發(fā)研究[D]. 吳海杰.浙江大學(xué) 2014
[9]下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 張倩.電子科技大學(xué) 2013
[10]可穿戴下肢助力機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模及其控制研究[D]. 方郁.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3160250