發(fā)布時(shí)間：2016-12-16 04:01

  本文關(guān)鍵詞：可穿戴式助力型外骨骼人機(jī)運(yùn)動(dòng)特征分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南交通大學(xué)》 2014年

可穿戴式助力型外骨骼人機(jī)運(yùn)動(dòng)特征分析研究

李賢坤  

【摘要】：隨著科技日新月異的發(fā)展,人體外骨骼受到人們高度重視,外骨骼技術(shù)成為科研機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)。外骨骼來源于節(jié)肢動(dòng)物利用堅(jiān)硬的外殼保護(hù)自身。后來,人類使用獸皮和鐵制鎧甲在戰(zhàn)場(chǎng)上保護(hù)自己。社會(huì)不斷進(jìn)步,這種簡(jiǎn)單的外骨骼不能滿足人類使用,因此出現(xiàn)能夠減輕人體載荷的現(xiàn)代外骨骼技術(shù)。外骨骼通過機(jī)械構(gòu)件起支撐作用,將貨物重量直接作用于地面。外骨骼與人體保持一致,跟隨人體骨骼運(yùn)動(dòng),因此可以視為人體骨骼的一種延伸。外骨骼能提升人體負(fù)重能力,增強(qiáng)人體耐力,緩解當(dāng)前日益增長(zhǎng)的負(fù)荷與人體極限機(jī)能之間的矛盾。目前,世界上美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)已經(jīng)將外骨骼技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目,并各自推出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。 論文以西南交通大學(xué)研制的第二代可穿戴式助力型外骨骼實(shí)驗(yàn)樣機(jī)為分析對(duì)象,從人體運(yùn)動(dòng)特征出發(fā)分析人機(jī)系統(tǒng)典型動(dòng)作特征。根據(jù)外骨骼系統(tǒng)以人為主,機(jī)械為輔的思想對(duì)外骨骼進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及虛擬樣機(jī)仿真,論文具體工作如下： (1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以及人體骨骼結(jié)構(gòu),對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。從能量消耗、運(yùn)動(dòng)形式以及使用頻率等方面考慮,選取典型動(dòng)作雙膝蹲-起立、單膝跪-起立以及直立行走進(jìn)行分析。采用光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)對(duì)人體進(jìn)行測(cè)試,得到運(yùn)動(dòng)時(shí)身體特征點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)。分析人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,利用采集的人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行人體動(dòng)作運(yùn)動(dòng)特征建模。分析人體運(yùn)動(dòng)中各特征角的曲線變化、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。采用非線性擬合法對(duì)特征角進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,得到特征動(dòng)作特征角運(yùn)動(dòng)方程。將特征角運(yùn)動(dòng)方程與被擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析。 (2)以西南交通大學(xué)第二代外骨骼為分析對(duì)象,對(duì)外骨骼結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于D-H坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立外骨骼在廣義坐標(biāo)下的運(yùn)動(dòng)方程。對(duì)特征動(dòng)作中外骨骼機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到外骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程。 (3)對(duì)外骨骼進(jìn)行特征動(dòng)作的虛擬樣機(jī)仿真。建立特征動(dòng)作的虛擬樣機(jī),結(jié)合人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行仿真。經(jīng)過分析對(duì)比得到特征動(dòng)作中外骨骼各關(guān)節(jié)的空間運(yùn)動(dòng)曲線以及驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)曲線。 綜上所述,對(duì)人體運(yùn)動(dòng)分析以及基于人體運(yùn)動(dòng)分析的外骨骼特征動(dòng)作虛擬樣機(jī)仿真分析,對(duì)外骨骼設(shè)備設(shè)計(jì)制造有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318
【目錄】：

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9 代小林;叢大成;韓俊偉;李洪人;;基于光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的STEWART機(jī)構(gòu)標(biāo)定研究[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（上）[C];2007年

10 王中雙;徐長(zhǎng)順;陳集;;平面多體機(jī)械系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)鍵合圖法[A];第三屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;[N];新華每日電訊;2006年

2 ;[N];山西科技報(bào);2005年

3 蔡文江;[N];重慶商報(bào);2000年

4 邰文欣;[N];人民日?qǐng)?bào)海外版;2007年

5 陳斌華 茆雷磊;[N];新華每日電訊;2006年

6 孫建陽(yáng);[N];中國(guó)漁業(yè)報(bào);2007年

7 孫建陽(yáng);[N];中國(guó)漁業(yè)報(bào);2008年

8 上海市自行車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站副站長(zhǎng) 倪炳文;[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2002年

9 栗弘儒;[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2003年

10 科研局 莊前生;[N];中國(guó)社會(huì)科學(xué)院院報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 安培文;平面連桿機(jī)構(gòu)的過約束及自調(diào)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2003年

2 黃勇剛;面向約束及其誤差的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析與構(gòu)型綜合[D];重慶大學(xué);2009年

3 劉江南;基于創(chuàng)新技法的機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)若干問題研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 杜力;可調(diào)雙輸出函數(shù)發(fā)生機(jī)構(gòu)及其自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2007年

5 王中雙;基于鍵合圖理論的多體系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)建模方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 韓澤光;機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)方案集成設(shè)計(jì)理論與方法[D];大連理工大學(xué);2008年

7 紀(jì)玉杰;機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠性仿真技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2006年

8 李小力;數(shù)控機(jī)床綜合幾何誤差的建模及補(bǔ)償研究[D];華中科技大學(xué);2006年

9 吳子英;構(gòu)件阻尼和運(yùn)動(dòng)副摩擦參數(shù)辨識(shí)的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2007年

10 聶松輝;平面機(jī)構(gòu)類型綜合與機(jī)構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D];西安理工大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉柏希;考慮運(yùn)動(dòng)副阻尼的彈性機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究[D];西安理工大學(xué);2004年

2 魏強(qiáng);基于等效阻力梯度的約束變胞運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)綜合[D];東北大學(xué);2012年

3 程果;三對(duì)傳力桿空間相交軸RCCR機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析—傳力桿受推力時(shí)的影響[D];鄭州大學(xué);2012年

4 朱巨才;含間隙機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)建模與求解方法研究[D];湘潭大學(xué);2004年

5 李小燕;考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的平面四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與仿真[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 田小二;基于彈塑性輪土力學(xué)及粘彈性運(yùn)動(dòng)副的月球車動(dòng)力學(xué)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

7 莫建清;自調(diào)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)及其分析與綜合[D];重慶大學(xué);2004年

8 陳國(guó)東;基于老年人運(yùn)動(dòng)特性的行走輔助器械仿真研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 韓克利;義牙種植定位導(dǎo)向系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];山東大學(xué);2011年

10 李呼斯勒;基于ANSYS的齒輪運(yùn)動(dòng)副有限元結(jié)構(gòu)分析研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：可穿戴式助力型外骨骼人機(jī)運(yùn)動(dòng)特征分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：214749