下肢外骨骼機器人可以模仿生物界的外骨骼,是一種自動化程度高的機電(液、氣)設(shè)備。在醫(yī)療領(lǐng)域,下肢外骨骼機器人主要被用于康復(fù)治療上,可以輔助康復(fù)下肢運動功能障礙患者恢復(fù)下肢基礎(chǔ)功能。實現(xiàn)下肢運動功能基本康復(fù)的首要任務(wù),就是使得只能呈坐姿的患者實現(xiàn)站立起來的過程。通過分析下肢外骨骼機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及不足,設(shè)計了一種立起下肢外骨骼機器人。本研究工作以立起下肢外骨骼機器人為研究對象,從機械結(jié)構(gòu)、工作原理、運動建模、液壓驅(qū)動系統(tǒng)功能和電液伺服系統(tǒng)性能等方面進行深入研究;結(jié)合立起下肢外骨骼機器人和電液伺服系統(tǒng)的功能要求,設(shè)計合理高效的控制系統(tǒng),并對其進行AMESim/Simulink聯(lián)合仿真,以確保立起下肢外骨骼機器人可靠性。以下為研究的主要內(nèi)容:首先,本文通過對人體立起過程的進行分析,研究人體下肢關(guān)節(jié)的運動形式、基本結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度變化范圍,明確立起下肢外骨骼機器人的工作需求,設(shè)計立起下肢外骨骼機器人的機械結(jié)構(gòu);推導(dǎo)得出髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度與液壓驅(qū)動系統(tǒng)輸出位移的關(guān)系表達式;由此對立起下肢外骨骼機器人運動學(xué)和動力學(xué)進行分析,利用ADAMS軟件得到立起過程中各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩變化情況。...

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【部分圖文】：

圖1-5ELEBOTexoskeleton

浙江大學(xué)的歐陽小平團隊研發(fā)的助力型外骨骼實驗平臺樣機如圖1-6所示,該機器人的動力系統(tǒng)提高了功率輸出能力,可以使得機器人長時間工作。該樣機集成了高功率密度混合動力源[38],其主要包括小型發(fā)動機驅(qū)動的高速液壓泵和小型發(fā)電機,集成度高。其中高速液壓泵用于驅(qū)動下肢伺服液壓作動器,而小....

圖1-6浙江大學(xué)樣機

圖1-5ELEBOTexoskeleton東南大學(xué)研發(fā)的動力輔助外骨骼SPAEX樣機如圖1-7所示,SPAEX樣機下肢各關(guān)節(jié)依靠套索和液壓驅(qū)動[36],并且穿戴者只需要在腰部和踝關(guān)節(jié)處與樣機綁定,減少了來自液壓驅(qū)動外骨骼機器人對人體自主運動的限制。SPAEX樣機可以通過傳感器....

圖1-7SPAEX

電子科技大學(xué)的航空航天學(xué)院研發(fā)的液壓驅(qū)動助力下肢外骨骼機器人實驗平臺樣機如圖1-8所示,該機器人的液壓源為直流電機驅(qū)動的齒輪泵,系統(tǒng)壓力達到11MPa。通過液壓回路來進行調(diào)壓過濾,隨后提供液壓油給下肢關(guān)節(jié)作動器;該關(guān)節(jié)作動器為伺服閥控制的液壓缸,從而對膝關(guān)節(jié)進行驅(qū)動。該樣機通過位....

圖1-8電子科技大學(xué)樣機

圖1-7SPAEX1.4課題主要研究內(nèi)容

本文編號：3951052