可穿戴式康复腿控制和仿真研究

发布时间：2016-12-15 20:21

  本文关键词：可穿戴式康复腿控制和仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2013年

可穿戴式康复腿控制和仿真研究

张雷  

【摘要】：可穿戴式康复腿的研究具有重要的理论和实际应用价值，受到国内外学者的广泛关注。目前，，康复腿的理论和实践研究已经取得了较丰硕的成果，但还未达到人们希望的水平，主要原因是能耗大、效率低，而且费用昂贵，不适合大范围应用。因此开发符合仿生原理并具有欠驱动关节的机械结构，可以大大提高效率，降低能耗，并增加使用者的舒适度。本文在可穿戴式康复腿仿生行走机理、机械结构开发、仿真运动分析和控制算法等方面展开主要研究。 具体研究的内容如下： 首先，本机构从仿生学的角度，对人类的下肢结构进行分析，并得出了用于开发人类康复装置的重要技术参数，然后通过Solidworks软件进行机械结构的设计，得到了3D结构模型，并分别对可穿戴式康复腿的各个关节进行详细地说明，通过详解可以发现本结构的设计特别符合正常人体的生理结构，并充分地考虑了舒适性和安全性。 其次，在不同运动模式下，对于在人机系统中出现的耦合运动做了初步的分析和介绍，然后对康复腿和人体动力学模型进行研究。本文主要是针对在康复初期或下肢损伤比较严重的情况下的机器主动的运动模式。我们选择当今最常用的动力学仿真软件Adams。在Solidworks中将标准人体模型和康复腿结构模型进行装配，并将总装配模型导入Adams中，通过仿真可以发现，而且可以直观地看到人体模型关节的受力和角度变化情况。 最后，在这种机器主动的运动模式下，对人机系统添加非线性控制策略。在这种模式下，本文所研究的康复腿却需要跟随人体的踝关节进行运动。由于康复腿的非线性程度很高，分别添加反馈线性化和滑模非线性控制策略，对康复腿踝关节进行控制，跟踪人体踝关节的运动。通过对这种运动模式的分析，对人机运动的仿生性有了更进一步的了解。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.17
【目录】：

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