人体下肢助力外骨骼机器人设计与实验研究
发布时间：2021-07-18 07:54
随着研究的不断深入以及传感器技术与控制理论的不断发展,可穿戴外骨骼机器人已经取得了较大的突破,目前主要应用于两大领域:助力和康复领域。本文研究了一款下肢助力外骨骼机器人,能够主动识别人体的运动意图,在一定程度完成助力。本文通过分析人的行走步态,进行了下肢外骨骼机器人整体结构设计与相关元器件的选型。论文进行了机构的动力学与运动学分析与仿真,设计了多传感器的人体运动意图判别系统,对下肢外骨骼机器人进行实验研究。本文的主要研究内容和成果如下:1.在进行相关的调研后,分析了人体的下肢骨骼结构以及自由度等,确定了下肢外骨骼机器人的基本参数。分析了人体下肢的CGA数据,得到人体下肢在行走时的各关节的角度与力矩随运动变化的关系曲线图,并以此为依据,选择合适的直流电机与谐波减速器型号。2.运用Solidworks三维建模软件,对外骨骼机器人的整体机构进行设计。主要设计了其髋关节与脚底模块以及其大腿杆件,并对各部件进行了应力分析,优化了结构设计。3.进行外骨骼机器人的运动学分析,分析其在不同姿态下的空间坐标以验证该设计的合理性。结合拉格朗日平衡方程对外骨骼机器人进行动力学分析,获得其各关节的力矩方程,并...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BLEEX外骨骼机器人[16,17]
图 1-2 eLegs 外骨骼机器人[18]德·马丁公司的HULC外骨骼机器人[19～21]骨骼机器人，其是在 BLEEX 的基础上，装备的重量，仍由液压进行驱动。整套样的弯曲运动。HULC由两块总重为3.6 k，可使穿戴者在负重 90 kg 时，以 4.8 km图 1-3 HULC 外骨骼机器人[19～21]
图 1-2 eLegs 外骨骼机器人[18]克希德·马丁公司的HULC外骨骼机器人[19～21]是世界上第一款的外骨骼机器人，其是在 BLEEX 的基础上，由钛合金制成，减轻了装备的重量，仍由液压进行驱动。整套系统的各个设计节一样的弯曲运动。HULC由两块总重为3.6 kg的锂电池作为况下，可使穿戴者在负重 90 kg 时，以 4.8 km/h 的速度连续不。
【参考文献】：
期刊论文
[1]下肢外骨骼康复机器人设计及其运动学分析[J]. 夏田,桓茜,陈宇,徐建林,韩瑞琪. 华侨大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]液压驱动下肢助力外骨骼机器人膝关节结构设计及试验[J]. 靳兴来,朱世强,张学群,朱笑丛,潘忠强. 农业工程学报. 2017(05)
[3]穿戴式外骨骼康复辅具临床应用现状分析[J]. 陈学斌,刘利荣,安峥,高敏,高海鹏. 科技导报. 2017(02)
[4]康复机器人与智能辅助系统的研究进展[J]. 侯增广,赵新刚,程龙,王启宁,王卫群. 自动化学报. 2016(12)
[5]外骨骼机器人的人体步态感知系统设计[J]. 周攀,杨勇,马磊,舒杨. 传感器与微系统. 2016(10)
[6]外骨骼可穿戴机器人产品介绍[J]. 机器人技术与应用. 2016(02)
[7]基于多传感器的人体行为识别系统[J]. 周林,雷丽平,杨龙频. 传感器与微系统. 2016(03)
[8]多关节外骨骼助力机器人发展现状及关键技术分析[J]. 宋遒志,王晓光,王鑫,汪阳. 兵工学报. 2016(01)
[9]下肢外骨骼机器人结构设计和动力学仿真[J]. 杨宗林,曾亿山,王善杰. 机械设计与制造. 2016(01)
[10]外骨骼机器人的研究现状及发展趋势[J]. 邢凯,赵新华,陈炜,侍才洪,郭月,张西正. 医疗卫生装备. 2015(01)
博士论文
[1]液压驱动下肢外骨骼机器人摆动相控制系统研究[D]. 靳兴来.浙江大学 2017
[2]可穿戴型助力机器人技术研究[D]. 陈峰.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]下肢外骨骼机器人智能传感系统设计及应用[D]. 邓清龙.电子科技大学 2017
[2]下肢助力外骨骼机器人的研究[D]. 彭延云.哈尔滨工业大学 2016
[3]下肢助力外骨骼机器人设计与研究[D]. 逄学伟.合肥工业大学 2016
[4]下肢可穿戴外骨骼机器人仿人机构设计与运动控制研究[D]. 王善杰.合肥工业大学 2015
[5]仿生下肢外骨骼机器人结构设计及可靠性分析[D]. 陈伟.电子科技大学 2015
[6]下肢康复机器人感知系统设计与研究[D]. 王茂永.电子科技大学 2014
[7]涨薪压力下劳动密集型企业人力成本管理研究[D]. 刘杭.湖南农业大学 2013
[8]下肢外骨骼康复机器人的机构设计与分析[D]. 张倩.电子科技大学 2013
[9]助行机器人机构研究[D]. 张楠.苏州大学 2013
[10]一种新型拟人机械腿的性能研究[D]. 刘毅.浙江工业大学 2012
本文编号：3289170
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BLEEX外骨骼机器人[16,17]
图 1-2 eLegs 外骨骼机器人[18]德·马丁公司的HULC外骨骼机器人[19～21]骨骼机器人，其是在 BLEEX 的基础上，装备的重量，仍由液压进行驱动。整套样的弯曲运动。HULC由两块总重为3.6 k，可使穿戴者在负重 90 kg 时，以 4.8 km图 1-3 HULC 外骨骼机器人[19～21]
图 1-2 eLegs 外骨骼机器人[18]克希德·马丁公司的HULC外骨骼机器人[19～21]是世界上第一款的外骨骼机器人，其是在 BLEEX 的基础上，由钛合金制成，减轻了装备的重量，仍由液压进行驱动。整套系统的各个设计节一样的弯曲运动。HULC由两块总重为3.6 kg的锂电池作为况下，可使穿戴者在负重 90 kg 时，以 4.8 km/h 的速度连续不。
【参考文献】：
期刊论文
[1]下肢外骨骼康复机器人设计及其运动学分析[J]. 夏田,桓茜,陈宇,徐建林,韩瑞琪. 华侨大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]液压驱动下肢助力外骨骼机器人膝关节结构设计及试验[J]. 靳兴来,朱世强,张学群,朱笑丛,潘忠强. 农业工程学报. 2017(05)
[3]穿戴式外骨骼康复辅具临床应用现状分析[J]. 陈学斌,刘利荣,安峥,高敏,高海鹏. 科技导报. 2017(02)
[4]康复机器人与智能辅助系统的研究进展[J]. 侯增广,赵新刚,程龙,王启宁,王卫群. 自动化学报. 2016(12)
[5]外骨骼机器人的人体步态感知系统设计[J]. 周攀,杨勇,马磊,舒杨. 传感器与微系统. 2016(10)
[6]外骨骼可穿戴机器人产品介绍[J]. 机器人技术与应用. 2016(02)
[7]基于多传感器的人体行为识别系统[J]. 周林,雷丽平,杨龙频. 传感器与微系统. 2016(03)
[8]多关节外骨骼助力机器人发展现状及关键技术分析[J]. 宋遒志,王晓光,王鑫,汪阳. 兵工学报. 2016(01)
[9]下肢外骨骼机器人结构设计和动力学仿真[J]. 杨宗林,曾亿山,王善杰. 机械设计与制造. 2016(01)
[10]外骨骼机器人的研究现状及发展趋势[J]. 邢凯,赵新华,陈炜,侍才洪,郭月,张西正. 医疗卫生装备. 2015(01)
博士论文
[1]液压驱动下肢外骨骼机器人摆动相控制系统研究[D]. 靳兴来.浙江大学 2017
[2]可穿戴型助力机器人技术研究[D]. 陈峰.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]下肢外骨骼机器人智能传感系统设计及应用[D]. 邓清龙.电子科技大学 2017
[2]下肢助力外骨骼机器人的研究[D]. 彭延云.哈尔滨工业大学 2016
[3]下肢助力外骨骼机器人设计与研究[D]. 逄学伟.合肥工业大学 2016
[4]下肢可穿戴外骨骼机器人仿人机构设计与运动控制研究[D]. 王善杰.合肥工业大学 2015
[5]仿生下肢外骨骼机器人结构设计及可靠性分析[D]. 陈伟.电子科技大学 2015
[6]下肢康复机器人感知系统设计与研究[D]. 王茂永.电子科技大学 2014
[7]涨薪压力下劳动密集型企业人力成本管理研究[D]. 刘杭.湖南农业大学 2013
[8]下肢外骨骼康复机器人的机构设计与分析[D]. 张倩.电子科技大学 2013
[9]助行机器人机构研究[D]. 张楠.苏州大学 2013
[10]一种新型拟人机械腿的性能研究[D]. 刘毅.浙江工业大学 2012
本文编号：3289170
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