可穿戴上肢外骨骼的研發(fā)及實驗.pdf

1、近年來，外骨骼作為增強人體力量、輔助人體訓練等方面被廣泛而深入的研究。同時外骨骼也是集機械、電氣、傳感器、空間控制于一體的人機智能系統(tǒng)，被廣泛的應用于軍事、醫(yī)療、救援和日常生活中。但現(xiàn)在成熟的外骨骼是全身骨骼或只針對下肢所設計的，其價格昂貴、設計維護復雜、自身重量大，難以滿足現(xiàn)在市場對外骨骼的需求。本文在分析人體上臂運動機理的基礎(chǔ)上，研究和設計了一套輕量化、靈活度高和成本較低的可穿戴上肢外骨骼。
　　首先在分析人體上肢骨骼關(guān)節(jié)組成

2、及運動方式，在參考骨骼運動學和動力學原理的基礎(chǔ)上，設計了基于電機驅(qū)動的可穿戴上肢外骨骼機械臂。對上肢外骨骼進行了空間運動學分析，獲得了關(guān)節(jié)角度與空間位置的關(guān)系。應用拉格朗日法建立了動力學方程，進行了動力學分析；并應用MATLAB軟件分析模擬手臂搬運物體時的關(guān)節(jié)受力情況。
　　本文在對人體上肢骨骼關(guān)節(jié)進行動力學和運動學分析的基礎(chǔ)上，對動力關(guān)節(jié)的驅(qū)動方式和控制方法進行了詳細的設計。選擇了磁場定向控制（FOC）算法的無刷電機驅(qū)動，并完成