基于人機(jī)工程學(xué)的攜行式外骨骼人機(jī)系統(tǒng)研究.pdf

1、外骨骼技術(shù)是一門關(guān)于模擬人體骨骼，為人體提供支撐和負(fù)重的新興技術(shù)，目前，已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。外骨骼能夠有效的提高人體運(yùn)動(dòng)能力和承載能力，具有為面向肢體康復(fù)訓(xùn)練和面向人體增力助行兩方面的應(yīng)用功能，攜行式外骨骼屬于后者。外骨骼與人體接觸密切，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)原理。本論文以外骨骼系統(tǒng)為研究對(duì)象，著重分析系統(tǒng)中的人、機(jī)關(guān)系，并研究其仿生設(shè)計(jì)和穿戴舒適性。具體研究工作內(nèi)容如下:
　　1、應(yīng)用人體運(yùn)動(dòng)學(xué)和人體解剖學(xué)知識(shí)，仿生設(shè)計(jì)外骨

2、骼機(jī)械結(jié)構(gòu)，研究外骨骼下肢自由度、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，提出攜行式外骨骼仿生設(shè)計(jì)原則，并在solidworks中建立其三維模型。
　　2、研究了外骨骼下肢運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，利用坐標(biāo)變換和D-H法則建立外骨骼下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并在Adams中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)仿生設(shè)計(jì)的合理性。
　　3、研究了人體生物學(xué)反應(yīng)及其相關(guān)生理信號(hào)，描述了攜行式外骨骼穿戴舒適性特點(diǎn)，構(gòu)建基于肌肉疲勞、大腦疲勞和體壓分布特征參數(shù)的舒適性表

3、達(dá)，在此基礎(chǔ)上，建立了外骨骼穿戴舒適性優(yōu)化模型。
　　4、闡述了外骨骼穿戴舒適性研究思路，設(shè)計(jì)客觀實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行人體的表面肌電信號(hào)、心電信號(hào)和體壓信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，利用嵌入式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集信號(hào)和數(shù)據(jù)，結(jié)合Matlab輸出外骨骼穿戴舒適性曲線，客觀分析人體舒適狀況。
　　5、建立攜行式外骨骼穿戴舒適性的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將可拓理論運(yùn)用于層次分析，得到更為真實(shí)有效的指標(biāo)權(quán)重。同時(shí)，結(jié)合客觀實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模糊綜合評(píng)價(jià)實(shí)例分析，綜合評(píng)價(jià)了外