穿戴式下肢外骨骼機構(gòu)分析與設(shè)計.pdf

1、本論文研究穿戴型下肢外骨骼機器人機構(gòu)。所研究的外骨骼是一種可以穿戴于人體的機械裝置。這種外骨骼依靠人的運動信息來控制機器人，通過機器人來完成僅靠人的自身能力無法單獨完成的遠行、負重等任務(wù)。這種外骨骼也可以用來檢測人體運動信息，作為康復醫(yī)療器械使用。下肢穿戴外骨骼機器人是一種具有雙足步行特征的典型的人機一體化系統(tǒng)。
　　 論文查閱了國內(nèi)外相關(guān)研究的文獻資料，調(diào)研了國內(nèi)、外相關(guān)研究的背景情況、研究進展和未來的發(fā)展方向。總結(jié)了穿戴型下

2、肢外骨骼機器人的主要研究內(nèi)容和所需解決的關(guān)鍵問題。通過查閱人體運動學，骨骼外科學等方面的資料，分析了人體下肢骨骼模型和下肢骨骼的運動機構(gòu)特征，步行運動的序列，步行過程中的關(guān)節(jié)功能等，建立了下肢骨骼模型，分析了運動學、關(guān)節(jié)軌跡等特征。
　　 本文討論和分析了下肢外骨骼構(gòu)型及其運動學，重點論述了外骨骼機構(gòu)的自由度選取、關(guān)節(jié)布位及其構(gòu)型方案。對穿戴機構(gòu)的構(gòu)型進行了運動學分析和優(yōu)化。在外骨骼穿戴運動學分析基礎(chǔ)上提出了一種連桿參數(shù)優(yōu)化評價

3、方法。分析對比了目前幾種典型的外骨骼的構(gòu)型設(shè)計。按照構(gòu)型設(shè)計方法設(shè)計了外骨骼的兩種構(gòu)型方案，分析了方案存在的穿戴偏差補償問題，并針對構(gòu)型進行了三維模型設(shè)計。
　　 最后針對設(shè)計的人體下肢模型和外骨骼模型，通過軟件接口完成了仿真環(huán)境下的穿戴模型設(shè)置?；贏DAMS軟件仿真，通過仿真運動獲取相關(guān)參考點的運動和誤差結(jié)果，分析了關(guān)節(jié)參考點的位姿偏差、約束位置優(yōu)化及人機干涉、有限位置連桿參數(shù)的優(yōu)化，踝部關(guān)節(jié)布位參數(shù)對穿戴的腳部偏差的影響等