步態(tài)訓練機器人結構設計及實驗研究.pdf

1、機器人技術是當代科學技術中發(fā)展最為活躍的領域之一，也是一個國家科技水平的體現(xiàn)，將機器人輔助治療技術引入到康復訓練中，已經(jīng)逐漸得到國內外研究人員的重視，并發(fā)展成為熱門課題之一。本文所涉及的步態(tài)訓練機器人旨在達到康復與健身的雙重目的。 本文依據(jù)國內外下肢康復訓練機器人的發(fā)展狀況及應用對象和人體步態(tài)康復理論，確定了機器人系統(tǒng)的設計目標和總體方案，并建立了機器人單側機構的系統(tǒng)模型，進行了仿真分析和基于機器人樣機的實驗研究，主要內容如下：

2、 本文首先分析了下肢康復機器人技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀和應用情況，結合人體步態(tài)康復理論提出了以一種6自由度機器人系統(tǒng)為結構方案；具體設計了機器人樣機，包括機器人作業(yè)空間分析與關鍵參數(shù)的確定；對機器人單側機構進行了運動學分析，推導出了正、逆運動學方程并驗證了其正確性；搭建了基于MATLAB/SimMechanics的機器人總體運動學模型，通過仿真分析驗證機器人設計的正確性與合理性。 然后完成了對機器人零部件的質量與慣量的測量和

3、估算；推導了組成機器人的驅動機構的數(shù)學模型；以MATLAB軟件中的Simulink和M函數(shù)為平臺，應用聯(lián)立約束法建立了機器人單側機構動力學模型并驗證了模型的正確性；設置各項參數(shù)完成對跟蹤給定軌跡的動力學控制仿真，得到在跟蹤過程中所需的動力與速度參數(shù)。 最后利用dSPACE實時仿真平臺進行了半實物仿真實驗研究，基于MATALAB/Simulink和dSPACERTI1103并在Controldesk操作界面上編寫程序，完成對機器人