基于人机交互力的下肢外骨骼控制技术研究

发布时间：2021-12-23 06:56

　　下肢外骨骼机器人是一种可穿戴的智能机电系统,是机器人领域研究的一大热点领域。外骨骼应用领域广泛,在军用、航天、工业、民用、医疗等多个领域均有应用实例。其中医疗方向的应用取得较好的效果,目前已经投入产业化。但是由于其具有系统结构复杂,以及与人交互的特点,其控制具有较高的难度,很多问题亟待解决。因此本文针对外骨骼的助力控制算法问题进行了研究。本文首先完成下肢外骨骼的嵌入式系统搭建。硬件层面完成结构优化,传感方案设计,电气系统搭建等任务。然后在此基础上,构建了具有高效数据结构和进程任务的软件系统,保证任务运行的可靠性和功能的可扩展性。根据人体运动特性,用支撑相和摆动相两种基本运动相位的组合来描述人体复杂的运动行为。在此理论上,结合GRF的步态辨识方法,设计一款柔性的压力鞋,能够适应复杂的路面,同时具有步态辨识和运动意图辨识两种功能。最后利用模糊逻辑的数学方法处理足底压力数据,得到运动步态。用导纳理论的PID变形形式建立了末端力-速度模型来描述人机交互力与运动意图之间的关系。通过对不同运动相位下的运动学和动力学分析,设计并构建了参数辨识实验,以获得任意相位下末端力-速度模型的参数。结合上述所有... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

美国通用公司的Hardiman

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图1-2 BLEEX 外骨骼助下，美国加州大学伯克利分校在 的外骨骼机器人 BLEEX。其结构上别作用在髋关节，膝关节和踝关节[3-以3km/h的速度行走2h。这款外骨骼等方面的要求。但是由于初次研究的各方面有较大的局限性。不过 BLE它在设计上的人机交互思想，多传感以后的外骨骼研究提供了坚实的理论

【参考文献】：
期刊论文
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[2]人体外骨骼服技术综述[J]. 张向刚,秦开宇,石宇亮.  计算机科学. 2015(08)
[3]七自由度仿生机器人系统冗余问题研究[J]. 方明周,曹恒,朱钧.  机械设计与制造. 2014(12)
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硕士论文
[1]基于混合相位控制的下肢外骨骼系统设计与研究[D]. 李政阳.哈尔滨工业大学 2018
[2]主被动结合式下肢助力外骨骼机器人研制[D]. 马舜.哈尔滨工业大学 2017
[3]助力型下肢外骨骼机器人多信号融合感知系统研究[D]. 杨金江.浙江大学 2017
[4]自主减重外骨骼下肢机器人的混合控制系统设计与实现[D]. 郑航明.电子科技大学 2014
[5]外骨骼下肢助力机器人技术研究[D]. 张志成.哈尔滨工业大学 2011
[6]可穿戴式的下肢步行外骨骼控制机理研究与实现[D]. 牛彬.浙江大学 2006



本文编号：3548015