基于3-UPS/RRR的并联踝关节康复机构及其性能分析

发布时间：2020-12-20 18:01

　　基于踝关节的生理解剖结构和运动特性分析,提出了一种适用于踝关节康复的3自由度3-UPS/RRR并联机构.该机构采用三个主动支链倾斜布置避开了机构的奇异位形,能满足踝关节康复运动需要,同时约束支链和动平台的设计使机构的转动中心与患者的踝关节转动中心重合.应用解析法得到了机构的位置反解,建立了速度雅可比矩阵和静力雅可比矩阵,求解了机构的工作空间.基于雅可比矩阵,仿真分析了机构的运动学性能和静力学性能.结果表明在规定的工作空间内机构具有良好的可操作性、运动灵活性、刚度特性和力矩传递性能.最后运用牛顿–欧拉法建立了机构的逆动力学方程,得到了驱动力、约束力与运动参数的关系,并给出了仿真实例. 

【文章来源】：自动化学报. 2016年12期 北大核心

【文章页数】：14 页

【文章目录】：
1 踝关节运动分析和机构简介
    1.1 踝关节的运动分析
    1.2 机构简介
2 机构运动学分析
    2.1 自由度计算
    2.2 位置逆解
    2.3 速度与加速度分析
    2.4 速度雅可比矩阵
3 运动性能分析
    3.1 工作空间分析
    3.2 可操作度分析
    3.3 灵巧性分析
    3.4 刚度分析
4 静力学性能分析
    4.1 静力雅可比矩阵
    4.2 力矩传递性能分析
5 动力学分析
    5.1 主动支链动力学
    5.2 动平台动力学
    5.3 算例仿真
6 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]并联2-UPS/RRR踝关节康复机构及运动性能分析[J]. 李剑锋,李世才,陶春静,季润,徐成辉,张兆晶.  机器人. 2016(02)
[2]绳驱动并联踝关节康复机构设计及运动性能分析[J]. 禹润田,方跃法,郭盛.  机器人. 2015(01)
[3]面对称3-S■R并联机构的运动学分析与尺度综合[J]. 汪满新,黄田.  机械工程学报. 2013(15)
[4]4-UPS-UPU并联坐标测量机的灵巧度研究[J]. 陈修龙,高庆,赵永生.  计算机集成制造系统. 2012(06)
[5]农业机器人新型肘关节的静力学性能分析[J]. 崔冰艳,金振林.  农业工程学报. 2011(03)
[6]生物融合式康复机构及其应用[J]. 边辉,赵铁石,田行斌,李丹,潘旺.  机器人. 2010(04)
[7]冗余驱动Tricept并联机构的驱动优化[J]. 卿建喜,李剑锋,方斌.  机械工程学报. 2010(05)
[8]本体感觉训练预防踝关节运动损伤研究进展[J]. 焦爽,闫汝蕴.  中国运动医学杂志. 2009(06)
[9]基于牛顿欧拉法的2UPS-2RPS并联机构逆动力学分析[J]. 冯志友,张燕,杨廷力,张策.  农业机械学报. 2009(04)
[10]6－6型Stewart机器人的可操作性分析及其定义[J]. 饶青,白师贤.  机器人. 1994(06)

硕士论文
[1]一种3-UPS/S球面并联机构的运动参数优化研究[D]. 张新.燕山大学 2013
[2]并联式踝关节康复机器人系统设计[D]. 于海波.燕山大学 2006



本文编号：2928304