一种下肢康复训练机器人步态仿真研究与机构设计分析

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dousansan33
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国逐渐进入老龄化社会,患有中风及其它一些脑血管疾病或者神经系统疾病的患者不断增多,因此利用下肢康复机器人对病患进行训练提高他的下肢活动能力显得十分必要。医学研究表明,在患者进行康复训练的步态和正常人体行走步态一致的情况下,恢复周期将明显缩短。因此根据正常人体行走的步态数据对下肢康复机器人进行步态规划成为下肢康复机器人研究一项非常有意义的工作。   在实验室参与承担的国家863项目:网络化多个老人残障者远程上肢康复训练机器人(No.2008AA04020)的资助下,本文对一种下肢康复训练机器人行走步态机构进行了分析与仿真研究,提出了一种根据正常人体步态测试数据规划下肢康复机器人步态轨迹与速度的方法,建立了下肢康复机器人的简化三维模型并进行了仿真,为下肢康复机器人结构的进一步优化设计与系统的稳定控制提供了数据基础。论文的主要研究工作如下:   (1)人体步态数据的测试与分析研究:本文提出了一种快捷有效的获取方法,通过在下肢关节点处粘贴标记点,利用摄像机获取正常人行走的图像,对图像进行二值化处理,提取出标记点坐标,对提取出来的数据利用最小二乘曲线拟合的方法进行分析处理,得到人体脚心在一个步态周期内的步态数据。   (2)康复训练机器人行走步态运动规划研究:以采集到的正常人体步态数据为基础根据正常人体行走步态的四个明显阶段即:单腿支撑期,双腿支撑期,摆动加速期与摆动末期对下肢康复机器人进行分段步态规划,包括运动轨迹与运动速度的规划,并对误差进行分析。   (3)基于ADAMS的步态运动仿真研究:根据规划的步态轨迹,通过Solidworks软件建立步态发生器的三维实体模型,通过它与ADAMS的接口数据格式,将模型导入ADAMS,通过添加运动副、驱动、载荷使模型具有一定的能动性,在ADAMS进行仿真。通过后处理模块对仿真结果进行分析处理,得到模型的逆解与正解,从而验证模型的有效性。
其他文献
目前,铁路罐车主要通过机械碰撞的方式来实现自动装卸,具有噪声大、易磨损、维护工作量大等缺点。文献[1]提出了一种根据RFID接收场强阈值进行定位的方式,其定位精度基本可满足
现代社会中,随着科学技术的不断进步,人类的生产与生活方式发生了巨大变化,在人口老龄化、不良生活方式、环境污染、精神压力等多种因素的综合作用下,慢性非传染性疾病发病率持续
近年来,多智能体系统(MAS,Multi-Agent System)的协同控制问题已经成为控制领域的热点问题。一些协同控制算法在仿真阶段表现出良好的性能,但是在实际应用环境中往往会受到许多外
无线Mesh网络已成为了一种新兴的无线多跳网络规范,有着十分广泛的应用,如软件更新,音视频文件下载等。目前,无线Mesh网络的研究已经从传统的单信道单接口环境逐渐转向多信道多接
近几年机器人行业研究报告显示,自主智能化、小型室内化成为未来机器人的趋势。与大型工业机器人相比,室内机器人具有可移动性、轻便、自适应性等特点。物体识别作为智能移动
黑硅材料的应用已经变的越来越广。尤其是其超疏水和低反射率的性质可以广泛用于化学分析、超大表面积微反应器、微流体当中的低摩擦超疏水表面以及太阳能电池当中。因此,高深
随着工业生产的发展,分布式控制系统的应用越来越广泛。工业生产中,常常需要对一些参数进行实时监测与远程控制,这就需要一个性能良好的监控系统。本文就作者参与的钢板在线
计算机技术和网络技术发展迅速,在日常生活及工作方面占据越来越重要的地位。同时随着网络的复杂化,网络安全问题日益严重。网络入侵的方式开始多样化并且变化快,传统的计算机安
作为混合动态系统的一种重要简化模型,切换系统因具有相对简单的结构,便于理解和分析,有着广泛的应用背景。自二十世纪六十年代以来,相关理论和应用得到了充分的发展和重视。近年