【摘 要】
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为了帮助下肢有行走功能障碍的患者进行康复训练,本课题以康复型下肢外骨骼机器人作为研究对象,采用理论分析、模拟仿真、样机试验等方法,设计了一款穿戴舒适性良好、安全性能高的外骨骼机器人。并基于穿戴舒适性中的界面舒适性设计了相关实验,验证了人-机界面装置具备穿戴舒适性,具体研究内容如下:（1）根据外骨骼机器人的功能要求与舒适性要求,对人体下肢运动机理进行分析,建立了舒适性评价机制;完成了下肢外骨骼机器人
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为了帮助下肢有行走功能障碍的患者进行康复训练,本课题以康复型下肢外骨骼机器人作为研究对象,采用理论分析、模拟仿真、样机试验等方法,设计了一款穿戴舒适性良好、安全性能高的外骨骼机器人。并基于穿戴舒适性中的界面舒适性设计了相关实验,验证了人-机界面装置具备穿戴舒适性,具体研究内容如下:（1）根据外骨骼机器人的功能要求与舒适性要求,对人体下肢运动机理进行分析,建立了舒适性评价机制;完成了下肢外骨骼机器人的结构设计,提出了一种下肢外骨骼的控制方案,构建了完整的下肢外骨骼系统设计方案。（2）基于D-H法与几何法,完成了外骨骼模型正、逆运动学分析;利用拉格朗日方程法,推导出行走过程中不同相位的关节力矩方程;对外骨骼机器人的行走进行了步态规划,结合ADAMS仿真软件,完成了人体与外骨骼协同行走的仿真分析,并进行了物理样机研制与人-外骨骼平地行走试验分析,验证了该下肢外骨骼模型具有良好的人机协同性。（3）利用ANSYS Workbench软件,完成了下肢外骨骼结构在不同运动状态下的静力学分析;通过对外骨骼在无预应力和有预应力的情况下进行模态分析,确定了下肢外骨骼机器人的固有频率与振型,验证了所设计的结构满足安全性要求。（4）根据所建立的舒适性评价机制,设计了验证界面舒适性的实验;通过压力传感器与印记偏移测量法检测了运动过程中人-机界面装置的压力和滑移变化,并对实验结果进行了分析,验证了整体方案的可行性。
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