【摘 要】
:
助力外骨骼机器人受到全世界机器人相关领域工作者的广泛关注和研究,它将人类“智力”与机器人“体力”完美结合,提高人体运动性和耐久性,在医疗康复、军事和工业等领域应用较广。目前,助力外骨骼机器人在下肢、上肢或单关节方面研究较多,且产品价格昂贵;全身助力外骨骼机器人大多是应用于医疗康复领域,驱动功率较低,难以满足重负载助力的需求。因此,研究一款结构灵活与助力性能强且价格合理的全身助力外骨骼机器人具有重要
论文部分内容阅读
助力外骨骼机器人受到全世界机器人相关领域工作者的广泛关注和研究,它将人类“智力”与机器人“体力”完美结合,提高人体运动性和耐久性,在医疗康复、军事和工业等领域应用较广。目前,助力外骨骼机器人在下肢、上肢或单关节方面研究较多,且产品价格昂贵;全身助力外骨骼机器人大多是应用于医疗康复领域,驱动功率较低,难以满足重负载助力的需求。因此,研究一款结构灵活与助力性能强且价格合理的全身助力外骨骼机器人具有重要意义。本文通过分析人体结构和运动机理,结合搬运助力的设计目标,为提高人体上肢搬运负载能力和下肢行走稳定性以及减少体能消耗,提出一种全身搬运助力外骨骼机器人,从驱动、传感、控制以及电源系统等方面对其进行总体方案设计。从仿生学等多种设计角度综合考虑外骨骼结构,利用Creo建立了全身搬运助力外骨骼的三维实体装配模型,包括背部架体、上肢部件、外骨骼腰部、下肢部件等,并对关键零部件进行了有限元分析与优化,确保其强度和刚度的前提下轻量化。根据外骨骼机械结构和搬运过程的分析,选取搬起、放下和运送等不同位姿,分别采用D-H法和拉格朗日法对全身搬运助力外骨骼进行了运动学动力学分析,并利用Adams进行了仿真分析。通过分析穿戴者与外骨骼认知交互关系,确定了人机交互系统方案,根据此方案分别设计了运动信息采集系统和运动意图识别系统,运动意图识别系统分别对下肢行走和上肢搬运两种状况进行分析,下肢行走分析利用实验室第一代下肢助力外骨骼机器人BP神经网络运动模式识别系统判断穿戴者下肢运动意图,上肢搬运分析采用独立关节的PD控制识别,并进行Adams和MATLAB的交互式联合仿真,能有效提高外骨骼的运动性能,并缩短样机研发时间,为外骨骼机器人样机实验提供理论依据。研制了全身搬运助力外骨骼样机,搭建实验平台,对其响应速度和助力性能进行了实验验证。
其他文献
社区教育是非正规教育中的重要组成部分,而社区教育的动力机制研究是目前非正规教育中主要的理论根基,只有厘清社区教育动力机制发展运行规律,分析社区中各要素联系推动机理,才能更进一步发展社区教育服务社会,尤其是农村地区的社区教育成为扶贫脱贫,乡村振兴战略的有力抓手,M社区作为云南省少数民族农村社区真正做到了通过社区教育实现社区脱贫,推动乡村产业振兴,乡村人才振兴,乡村文化振兴,乡村生态振兴和乡村组织振兴
作为一个有前景的密码学技术,基于属性加密已经用于保护外包数据安全。然而,在现有的基于属性加密方案中仍然存在一些问题。首先,用户的访问特权可能会动态且频繁地变动,因此
波浪冲击荷载问题是海洋工程领域的传统问题,但它同时又一直是一个前沿问题,因为随着人们对海洋环境更深入的认识,波浪冲击荷载问题又不断地出现新的挑战。这其中就包括近年
作为油田勘探与开发过程中重要的承载构件,井架是钻机系统起升设备中必不可少的组成部分。由于钻井作业常常要在野外恶劣的环境下进行,其工作环境远比一般的钢结构物恶劣。近
微藻含有丰富的油脂和多不饱和脂肪酸等重要成分,可成为油脂生产的理想原料。微藻生长在水性介质中,具有较强的光合效率,较短的生长周期,利用CO_2减少温室气体的排放等优势。本文旨在探究微藻油脂湿法提取工艺及其作用机制,并评价藻油成分及其品质。以裂殖壶藻(Schizochytrium sp.)为原料,比较不同的预处理方法对微藻细胞破碎率和油脂得率的影响。结果表明,采用超声及高压均质处理可有效破碎微藻细胞
随着太赫兹科学与技术的快速发展,一系列太赫兹功能器件的研究得到了广泛关注。利用太赫兹超材料的异常透射效应和石墨烯的高电子迁移率、高载流子浓度和可调谐特性,为设计太
维吾尔文模式匹配与其它语言的模式匹配一样有着很多的用处,如维吾尔文搜索引擎、维吾尔文本信息的滤波、维吾尔文网站的监控、维吾尔文翻译器等方面,在这些应用中维吾尔文模
近年来,随着环境和生活方式等的变化,癌症病例患者有逐年增加的趋势。癌症现有的治疗方式主要有化学疗法、手术疗法和放射疗法等,这些传统治疗方法或多或少都存在着一定的弊
化石能源快速消耗致使能源危机和环境污染加剧,可再生能源引起了世界各国的重视。作为可再生能源的太阳能具有用之不尽、分布广泛、无污染等优点已成为世界各国竞相开发利用的焦点,其中分布式光伏发电是太阳能的主要利用方式之一。微逆变器因其体积小、发电量多、安装灵活方便、低成本、易扩展和热插拔等优点,逐渐应用于分布式光伏发电。然而,在光伏微逆变器中,光伏组件输出恒定功率,而传输到网侧的功率却含有二倍频扰动,输入
手性无机氧化物材料,因其光学活性、强耐压耐热性质、宽波长响应性等性质,在材料领域具有广阔的应用前景,而受到人们的广泛关注。目前,人们已经合成了介观结构类别众多、具有