可穿戴氣動(dòng)并聯(lián)減重步行助力機(jī)器人的開發(fā)及仿真.pdf

1、針對(duì)老年人普遍患有的，由骨關(guān)節(jié)炎引起的行走困難的問題，本文提出開發(fā)新型可穿戴氣動(dòng)減重步行助力機(jī)器人，為老年人提供行走過程中的減重步行助力的方案。它可極大地降低行走時(shí)患病關(guān)節(jié)的承重，有利于患病關(guān)節(jié)的康復(fù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：首先對(duì)國(guó)內(nèi)外行走助力康復(fù)機(jī)械產(chǎn)品所能提供的功能進(jìn)行了分析和比較，指出當(dāng)前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上仍然缺乏體積小巧、價(jià)格便宜、能提供平穩(wěn)減重助力、能維持行走步態(tài)平衡的產(chǎn)品，因而亟需開發(fā)新型減重步行助力裝置。第二，提出了新

2、型氣動(dòng)并聯(lián)減重步行助力機(jī)器人的設(shè)計(jì)構(gòu)想。介紹了本研究的前期工作，以及前期工作遺留的未解決的問題，提出了解決這些問題的新的設(shè)計(jì)方案。第三，設(shè)計(jì)并制造了氣動(dòng)并聯(lián)減重步行助力機(jī)器人的試驗(yàn)樣機(jī)。詳細(xì)介紹了機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)說明了在主框架、自鎖機(jī)構(gòu)、鞋底傳感器上的改進(jìn)設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的構(gòu)成和氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成。第四，編制了基于Matlab/Simulink的機(jī)器人的自動(dòng)控制程序。詳細(xì)介紹了控制程序的算法，以及為改進(jìn)控制效果而做出控制算法的改進(jìn)

3、。第五，進(jìn)行了不同減重水平下的減重步行助力實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)步驟以及所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)構(gòu)想的合理性和可行性。第六，除了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證外，還對(duì)可穿戴式機(jī)器人進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真分析。應(yīng)用Matlab/Simulink、SimMechanics、Stateflow軟件建立了仿真分析模型。在仿真分析中，采用了ZMP公司的兩足步行機(jī)器人模型來代替真人，解決了真人難于建模的難題。該模型已通過調(diào)試，可以運(yùn)行，為以后從理論