基于张拉整体结构的仿生膝关节机构设计方法

发布时间：2024-02-18 03:44

　　仿生膝关节机器人模仿生物运动灵活性和自适应的特性,以实现在非结构环境下的稳定行走。人体膝关节作为人体最复杂的结构,其具有的灵活性、半自主复位和自锁的特性,能够与非结构化环境交互,保证人体稳定行走。为了使仿生膝关节机构具有和人体膝关节类似的行走功能,本文依据仿生学和张拉整体结构理论,通过仿生映射将人体膝关节形态结构和张拉整体结构有机融合,设计了一种兼具灵活性、半自主复位和自锁特性的仿生膝关节机构。具体研究内容如下:(1)人体膝关节多元耦合生物映射模型。基于仿生学理论和方法,提取和简化人体膝关节运动机理与形态结构,建立人体膝关节多元耦合生物映射模型;(2)张拉整体结构理论仿生映射机构。根据仿生膝关节机构原理图,通过张拉整体结构的理论和方法,运用仿生映射建立类似人体膝关节的机构;(3)仿生膝关节机构构型分析和稳定性判断。建立了机构的结点平衡方程并求解,实现机构构型分析;基于切线刚度矩阵的正定性,判断仿生膝关节机构的稳定性;(4)仿生膝关节机构的运动学分析。建立机构的映射模型,通过位置反解求解机构的弹簧单元长度变化量,根据人体膝关节特征参数确定仿生膝关节机构的尺寸参数。根据人体膝关节结构特点,...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1Raibert腿式机器人

第1章绪论2学特性，具有重要的学术意义，并且能够多领域使用具有实际应用价值。1.2仿生膝关节机器人研究现状1.2.1仿生膝关节机器人国外研究现状（a）单腿机器人（b）2D双腿机器人（c）3D双腿机器人图1.1Raibert腿式机器人图1.2具有类似膝关节肌肉的机器人图1.3轻量化....

图1.2具有类似膝关节肌肉的机器人

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图1.3轻量化膝关节仿生膝关节机器人的研究开始于20世纪60年代，1969年VukobratovicM第一

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图1.3轻量化膝关节0世纪60年代，1969年VukobratovicM第一

第1章绪论2学特性，具有重要的学术意义，并且能够多领域使用具有实际应用价值。1.2仿生膝关节机器人研究现状1.2.1仿生膝关节机器人国外研究现状（a）单腿机器人（b）2D双腿机器人（c）3D双腿机器人图1.1Raibert腿式机器人图1.2具有类似膝关节肌肉的机器人图1.3轻量化....

本文编号：3901839