下肢外骨骼关节的迟滞阻力建模与控制技术研究

发布时间：2024-02-27 03:38

　　航天外骨骼辅助系统主要是运用机械结构、传感信息、控制系统、新能源和新开发的材料等技术,搭建航天员的运动和作业辅助系统,它能够主动感知和获取航天员的运动状态和运动趋势,提高航天员在月球表面的舱外活动能力。外骨骼登月助力服是为了使航天员更好地完成月面行走、运输货物等舱外工作。本文主要研究舱外航天服-航天员下肢系统的问题,使将来航天员可以在月球表面更方便地活动,完成各种月球表面任务。(1)从人体生理结构的角度出发,研究人体下肢的行走步态及各关节构成。分析了航天员在月表低重力环境下的一些典型作业任务,根据任务确定了下肢各关节活动所需自由度。并进行了对下肢各关节的电机驱动选型,简单介绍了外骨骼试验平台的一些硬件。(2)对人体下肢采用D-H参数法进行了运动学分析,并通过MATLAB中的Simulink模块验证了正运动学与逆运动学的有效性。后面详细介绍了Preisach模型,研究了单关节阻力矩测量方法,建立了用于测量单关节阻尼力矩的充气棒模型,最后得出了航天员下肢髋关节以及膝关节的迟滞阻尼力矩图。结果表明,一个步态周期内航天服下肢关节阻力对航天员产生了较大阻力。通过该研究,引入宇航服迟滞阻力动力学约...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1国产舱外航天服

电子科技大学硕士学位论文2开发的材料等技术，搭建了航天员的运动和作业辅助系统，它能够主动感知和获取航天员的运动状态和运动趋势，提高航天员在月球表面的舱外活动能力。就目前而言，宇航服上肢关节系统性能是研究的重点，而没有对下肢系统的活动性能进行太多的关注。未来长时间、长距离的外太空表....

图1-2“海鹰”-DMA航天服主要尺寸

第一章绪论3图1-2“海鹰”-DMA航天服主要尺寸外骨骼机器人将人的智力和机器人的“体力”完美结合,在助力、助老、助残及军事领域有广阔应用前景[7]。外骨骼的定义最早其实来源于动物，即外部的骨骼，这些外部骨骼一般用于支撑和保护动物，与之相反的是人类这样“内骨骼”的生物[5]。因此....

图1-3NASAX1空间主动外骨骼服

电子科技大学硕士学位论文4骼机器人在我国开始研究还比较晚，还未能够普遍应用于市场，大部分还处于实验室开发阶段。虽然我国的研究起步较晚，但也取得了不少研究成果。1.2.1国外研究历史与现状JudnickD与SimZL陆续设计出了机械反压方案[10-11]，可是由于目前机械反压宇航服....

图1-4俄罗斯航天服阻力矩测量方法

第一章绪论5图1-4俄罗斯航天服阻力矩测量方法俄罗斯航天服采用如图1-4所示。该装置用来测试航天服的肘关节。该测量方法不能测量其他部位的旋转关节与伸展/弯曲关节。图1.5美国航天服测量方法

本文编号：3912317