本文關(guān)鍵詞：仿生下肢外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《電子科技大學(xué)》 2015年

仿生下肢外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性分析

陳偉  

【摘要】：仿生下肢外骨骼機(jī)器人是目前穿戴式設(shè)備中的熱門研究對(duì)象,它是一種能夠使人在負(fù)重的條件下長(zhǎng)距離行走的人機(jī)一體化系統(tǒng)。它通過模擬人體下肢的骨骼結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)和肌肉運(yùn)動(dòng)對(duì)人體提供額外的動(dòng)力,可以給穿戴者下肢起到支撐、保護(hù)和助力等作用。下肢外骨骼機(jī)器人由于是人體穿戴式設(shè)備,裝置的擬人化是下肢外骨骼設(shè)計(jì)的主要問題。然而,下肢外骨骼在實(shí)際應(yīng)用中由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定性因素的存在,從而影響人體穿戴的安全性和舒適性,因此裝置的運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析是設(shè)計(jì)之后的可靠性分析問題。本文針對(duì)這兩個(gè)問題,通過對(duì)人體下肢結(jié)構(gòu)的分析、對(duì)擬人化下肢外骨骼的建模和設(shè)計(jì)優(yōu)化以及利用機(jī)構(gòu)可靠性理論分析其運(yùn)動(dòng)精度可靠性這三個(gè)方面進(jìn)行闡述。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括:(1)通過對(duì)人體下肢各體段的相關(guān)參數(shù)分析,利用Solid Works建立人體CAD模型,并應(yīng)用ADAMS動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,得到人體下肢的關(guān)節(jié)力矩,為下肢外骨骼的驅(qū)動(dòng)器選型提供參考數(shù)據(jù)。同時(shí),對(duì)人體下肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與建模,并驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的正確性,將對(duì)下肢外骨骼的運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析提供理論基礎(chǔ)。(2)通過對(duì)人體下肢的相關(guān)參數(shù)和下肢外骨骼機(jī)器人的工作原理進(jìn)行分析,形成初步的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。為了減少下肢外骨骼的能源消耗,利用遺傳算法,對(duì)下肢外骨骼的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行尺寸優(yōu)化,并基于優(yōu)化后的數(shù)據(jù)建立下肢外骨骼的物理模型,計(jì)算出液壓缸行程數(shù)據(jù),參考該數(shù)據(jù)及人體下肢關(guān)節(jié)力矩完成液壓缸的選型。(3)通過參考機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性理論,總結(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)可靠性與時(shí)變可靠性的理論分析方法,并將時(shí)變情況下的蒙特卡羅仿真理論應(yīng)用到下肢外骨骼的運(yùn)動(dòng)時(shí)變精度可靠性分析中,利用Simulink工具對(duì)其進(jìn)行建模仿真,結(jié)合人體在隨機(jī)路面上的關(guān)節(jié)角度誤差變化,計(jì)算其時(shí)變可靠度。本文通過對(duì)下肢外骨骼結(jié)構(gòu)分析、尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析,以期獲取一套下肢外骨骼的常規(guī)設(shè)計(jì)方法以及不確定性條件下保證運(yùn)動(dòng)精度可靠性的不確定性分析方法,為下肢外骨骼的工程實(shí)用化提供理論基礎(chǔ)及技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R319;TP242
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購(gòu)買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李存華,孫志揮,陳耿,胡云;核密度估計(jì)及其在聚類算法構(gòu)造中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2004年10期

2 羅家佳,胡國(guó)清;基于MATLAB的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真研究[J];廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 雷兵;協(xié)行助力機(jī)械腿結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能評(píng)估系統(tǒng)研究[D];華東理工大學(xué);2011年

2 趙彥峻;人體下肢外骨骼工作機(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2006年

3 趙南;基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的助力系統(tǒng)仿真研究[D];西南交通大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 潘鴻春;黑斑蛙味覺器官形態(tài)學(xué)初步研究[J];安徽師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年02期

2 張艷敏;徐朝暉;曹品洪;朱靜;;第一掌背動(dòng)脈雙葉皮瓣修復(fù)拇指及虎口軟組織缺損[J];安徽醫(yī)學(xué);2006年01期

3 鄧海發(fā);陳國(guó)明;朱淵;宋林松;;海洋鉆井平臺(tái)井噴硫化氫擴(kuò)散規(guī)律研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2010年05期

4 王睿;莊達(dá)民;;基于舒適性分析的艙室手操縱裝置優(yōu)化布局[J];兵工學(xué)報(bào);2008年09期

5 高德臣,楊永良;某些動(dòng)物非負(fù)重指骨骨密質(zhì)組織學(xué)研究[J];動(dòng)物學(xué)雜志;1989年01期

6 董錫文,高德臣;家兔腦垂體和松果體血腦屏障的研究[J];動(dòng)物學(xué)雜志;1998年03期

7 張寶剛;一種通用的防震結(jié)構(gòu)與包裝造型設(shè)計(jì)[J];北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年01期

8 茍進(jìn)勝;張瑞涵;魏琳;;卷筒衛(wèi)生紙包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)研究[J];包裝工程;2011年19期

9 饒國(guó)華;;深圳地鐵一號(hào)線續(xù)建工程車輛司機(jī)室視野分析[J];電力機(jī)車與城軌車輛;2010年03期

10 張曉靜,洪黛玲,盧潔;新生兒背部肩胛間體溫與腋溫關(guān)系的探討[J];護(hù)士進(jìn)修雜志;2003年07期

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

1 郭北苑;高速列車駕駛界面人因適配性設(shè)計(jì)理論與方法研究[D];北京交通大學(xué);2010年

2 錢鵬江;大規(guī)模數(shù)據(jù)集聚類方法研究及應(yīng)用[D];江南大學(xué);2011年

3 韓萍;環(huán)形交叉口交通流運(yùn)行特性[D];吉林大學(xué);2011年

4 金珠;改進(jìn)的支持向量機(jī)分類算法及其在煤礦人因事故安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2011年

5 張昆侖;快速響應(yīng)制造系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)過程時(shí)間估計(jì)與優(yōu)化[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 王善坡;重型商用車人機(jī)工程設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用研究[D];江蘇大學(xué);2011年

7 曹榮峰;小尾寒羊子宮復(fù)舊的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

8 姬軍;胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間測(cè)量技術(shù)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2006年

9 馬駿馳;火災(zāi)中人群疏散的仿真研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

10 陳健美;基于密度聚類和多特征融合的醫(yī)學(xué)圖像識(shí)別研究[D];江蘇大學(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 康靜;移動(dòng)機(jī)械手建模及控制技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2010年

2 雷兵;協(xié)行助力機(jī)械腿結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能評(píng)估系統(tǒng)研究[D];華東理工大學(xué);2011年

3 王旭輝;人機(jī)工程學(xué)在叉車內(nèi)外設(shè)計(jì)及安全設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2011年

4 袁玲;基于人機(jī)工程學(xué)的家用電動(dòng)跑步機(jī)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

5 石曉惠;基于人因工程學(xué)的工程車輛駕駛室舒適性研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 張欽國(guó);基于液壓驅(qū)動(dòng)的四自由度機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2011年

7 張丹丹;高壓特種作業(yè)機(jī)械手的研究[D];吉林大學(xué);2011年

8 崔文詩(shī);基于關(guān)節(jié)負(fù)荷姿勢(shì)舒適評(píng)價(jià)的駕駛室布置優(yōu)化研究[D];吉林大學(xué);2011年

9 宋哲;地鐵閘機(jī)扇門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2011年

10 楊立穎;基于力反饋的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 戴汝為;“人機(jī)結(jié)合”的大成智慧[J];北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1996年03期

2 周游;劉艷瀅;王春民;陳靜;陳秋萍;魏雅娟;;幾種人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法的比較分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2009年06期

3 秦洪德;石麗麗;;船體雙層底結(jié)構(gòu)優(yōu)化的粒子群優(yōu)化算法[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

4 車玲玲;王志良;;ZMP理論在雙足步行機(jī)器人步態(tài)控制中的應(yīng)用[J];電子器件;2007年04期

5 張永學(xué),麻亮,強(qiáng)文義;基于多傳感器信息的雙足機(jī)器人步行系統(tǒng)的研究[J];高技術(shù)通訊;2001年06期

6 印松;殷躍紅;;下肢康復(fù)用并聯(lián)式外骨骼膝關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)[J];高技術(shù)通訊;2009年08期

7 孫立寧,楚中毅,曲東升,崔晶;2-DOF平面并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

8 楊智勇;張靜;歸麗華;張遠(yuǎn)山;楊秀霞;;外骨骼機(jī)器人控制方法綜述[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào);2009年05期

9 蒙運(yùn)紅,傅祥志;兩足步行機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行規(guī)劃及仿真[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1999年03期

10 衛(wèi)玉芬,李小寧;Mckibben型氣動(dòng)人工肌肉[J];機(jī)床與液壓;2003年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 李曉明;基于外骨骼技術(shù)的機(jī)器人遠(yuǎn)程控制[D];浙江大學(xué);2004年

2 王斌銳;異構(gòu)雙腿行走機(jī)器人研究與開發(fā)[D];東北大學(xué);2005年

3 柯顯信;仿人形機(jī)器人雙足動(dòng)態(tài)步行研究[D];上海大學(xué);2005年

4 張立杰;兩自由度并聯(lián)機(jī)器人的性能分析及尺寸優(yōu)化[D];燕山大學(xué);2006年

5 陳峰;可穿戴型助力機(jī)器人技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

6 吳劍鋒;基于肌電信號(hào)的人體下肢運(yùn)動(dòng)信息獲取技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 張佳帆;基于柔性外骨骼人機(jī)智能系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

8 繩濤;欠驅(qū)動(dòng)兩足機(jī)器人控制策略及其應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

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

1 丁稱林;雙足機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模與控制[D];大連理工大學(xué);2002年

2 姜培玉;兩足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

3 戚開誠(chéng);仿人形機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

4 王劍;力/力矩傳感器在仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

5 王晏;人體下肢運(yùn)動(dòng)分析[D];大連理工大學(xué);2005年

6 羅小美;基于ADAMS人體動(dòng)力學(xué)的建模與仿真研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2006年

7 牛彬;可穿戴式的下肢步行外骨骼控制機(jī)理研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2006年

8 趙彥峻;人體下肢外骨骼工作機(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2006年

9 鄧欣;雙足機(jī)器人步行穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

10 唐曉丹;基于視覺的人體運(yùn)動(dòng)分析算法研究[D];北京交通大學(xué);2008年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張振祥,張璟;對(duì)我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域開展“人的可靠性分析”的思考[J];人類工效學(xué);2002年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 魏俊紅;陳建橋;葛銳;;基于或然性理論的可靠性分析[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（下）[C];2007年

2 許孟輝;邱志平;王曉軍;;結(jié)構(gòu)模糊非概率混合可靠性分析方法[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 張治勇;孫柏濤;;不等高廠房抗震可靠性分析的一般方法[A];第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ冊(cè)）[C];2007年

4 袁立峰;時(shí)鐘;;產(chǎn)品退化狀態(tài)的可靠性分析[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)可靠性分會(huì)第十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選[C];2008年

5 黃昆;梁建龍;;遠(yuǎn)洋測(cè)量船載衛(wèi)通站可靠性分析及改進(jìn)設(shè)想[A];衛(wèi)星通信技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

6 周全;蔡澤祥;王善生;肖偉強(qiáng);;典型配網(wǎng)接線模式可靠性分析[A];中國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

7 楊笛;邱志平;;結(jié)構(gòu)魯棒可靠性分析[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

8 蔚林巍;;決策行動(dòng)的可靠性分析[A];1992年中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1992年

9 呂震宙;曹現(xiàn)濤;;人的可靠性分析中強(qiáng)度下降模型研究[A];第六屆全國(guó)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

10 董玉革;高亮;祁型紅;;統(tǒng)可靠性分析的模糊方法[A];2005年全國(guó)機(jī)械可靠性學(xué)術(shù)交流會(huì)暨“車輛與工程裝備質(zhì)量與可靠性論壇”論文集[C];2005年

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

1 張穆勇;基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可靠性分析方法和評(píng)估技術(shù)的研究[D];華北電力大學(xué);2015年

2 李春洋;基于多態(tài)系統(tǒng)理論的可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 肖宇峰;基于離散概率模型的二端網(wǎng)絡(luò)可靠性分析[D];北京郵電大學(xué);2009年

4 閻彬;結(jié)構(gòu)—熱耦合問題及結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

5 王世鵬;基于最大可能點(diǎn)攝動(dòng)法的機(jī)械零部件可靠性分析[D];吉林大學(xué);2008年

6 張立香;聯(lián)合收割機(jī)底盤可靠性分析與評(píng)價(jià)方法研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 拓耀飛;不確定彈性機(jī)構(gòu)可靠性分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

8 楊明;基于多層流模型的核動(dòng)力裝置可靠性分析及故障診斷方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

9 趙維濤;飛行器結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

10 高文宇;核電廠人因可靠性分析的幾個(gè)問題研究[D];南華大學(xué);2011年

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

1 趙敏敏;大型平行軸斜齒輪減速器可靠性分析[D];鄭州大學(xué);2015年

2 李子先;基于退化模型的電子系統(tǒng)貯存可靠性分析方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 陳偉;仿生下肢外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性分析[D];電子科技大學(xué);2015年

4 曾軻;Nicsys1000系統(tǒng)I/O模塊的可靠性分析及安全評(píng)估[D];華北電力大學(xué);2015年

5 謝斌;貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在可靠性分析中的應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2004年

6 王靈剛;隨機(jī)結(jié)構(gòu)的熱可靠性分析[D];西安電子科技大學(xué);2006年

7 劉訓(xùn)球;木質(zhì)工字梁可靠性分析與仿真模擬[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

8 楊子政;可靠性分析新方法研究與應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

9 李實(shí);路網(wǎng)連通可靠性分析方法的研究[D];北京交通大學(xué);2009年

10 李強(qiáng);庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定可靠性分析及其工程應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：仿生下肢外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：215009