外骨骼康复机器人步态规划及稳定性分析

发布时间：2017-12-18 21:29

本文关键词：外骨骼康复机器人步态规划及稳定性分析

【摘要】：可穿戴式下肢外骨骼康复机器人是一种结合先进机器人技术和医疗康复理念的穿戴于身体外侧的机械装备。本文面向下肢功能障碍患者的康复治疗,设计出一款能带动患者直立、稳定行走的外骨骼康复机器人。本文在了解国内外康复医学、外骨骼机器人、拟人双足机器人等相关领域的研究现状,掌握结构设计、机器人运动分析和步态规划的前沿方法的前提下,完成如下几个方面的工作:1、外骨骼系统结构设计:本文参照国家标准人体身高统计数据,选用低密度铝合金材料,应用solidworks三维建模,设计了一款适用性广泛的外骨骼机器人,具有前向行走和小范围移动避障功能。该款机器人采用盘式伺服电机驱动,面向身高范围150cm-190cm的具有任意肩高、腿长、腰围,体重极限100kg的人群。该外骨骼机器人与人体下肢关节同轴度高,运动范围适中,具有保护功能,不会受环境影响而超出人体运动极限,具有较高的安全系数。2、外骨骼系统运动学、动力学分析:本论文基于D-H坐标转换法,建立机器人双侧下肢6自由度D-H模型,得到正逆运动学模型,并通过MATLAB Robotics工具箱进行验证。利用拉格朗日方法对此系统进行动力学分析,为控制系统搭建提供依据。3、外骨骼机器人步态规划:本文基于ZMP稳定性理论和多项式数学模型的步态规划方法,得到符合健康人体运动形式,稳定性良好的步行方案。最后给出基于ZMP理论的在线步态调整方案。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

【参考文献】

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