基于力位混合控制的踝关节外骨骼机器人四段式助力技术

外骨骼机器人的助力策略是影响外骨骼机器人助力效率的关键因素。相对于平地行走模式下的外骨骼机器人,坡地行走模式的助力机器人助力机理尚不明确。针对上述问题,以人体运动特征为切入点,研究坡地行走模式下的关节做功规律,阐述人体关节运动机理,并提出力位混合控制的四段式踝关节外骨骼助力策略。进一步研制柔性踝关节助力外骨骼机器人,并通过关节力矩与代谢试验验证该助力外骨骼机器人的助力效率。研究结果表明,坡地行走过程中,外骨骼机器人能够提供人体运动所需7%的关节运动力矩,并能够降低约3.5%的行走代谢能耗。     

基于人体运动能力的下肢外骨骼支撑相阻抗自调整控制方法研究

针对支撑相期间下肢助力外骨骼机器人阻抗控制拟人性、柔顺性不足的问题,开展基于人体运动能力的下肢外骨骼支撑相阻抗自调整控制方法研究。通过下肢刚度特性试验测定支撑相不同阶段人体的刚度特性,分析了外骨骼阻抗与驱动器阻抗之间的非线性变化规律;设计了一种基于人体运动能力的外骨骼支撑相阻抗自调整控制系统,通过重力补偿和系统摩擦力辨识确保阻抗自调整的准确实施,并进行了仿真与试验验证。结果表明：阻抗自调整控制方法能够确保外骨骼较好地跟随预设位移曲线,满足支撑相外骨骼不同阶段的柔顺需求;所得成果可为改善外骨骼行走人机耦合性、研究完整行走步态外骨骼柔顺控制提供支撑。     

人体助力行走机器人关键技术分析

人体助力行走机器人具有增强人体负重能力、降低人体行进中能量消耗及能够适应复杂路面的功能,逐渐成为机器人领域的研究热点.目前,人体助力行走机器人的关键技术有:人体助力行走机器人的机构设计,人体助力行走机器人的驱动单元,人体助力行走机器人姿态感知方案和人体助力行走机器人的行走控制策略.     

多关节外骨骼助力机器人发展现状及关键技术分析

外骨骼助力机器人突破了传统运载工具易受地形条件影响的限制,在军用领域和民用领域都展现了巨大的应用前景,是当前各国研究的热点。从负重外骨骼助力机器人和康复外骨骼助力机器人两个方面,综述了国内外多关节外骨骼助力机器人的发展现状。重点分析了人机匹配性设计、驱动方式、步态检测、人机协同行走控制策略以及助力效果评估等关键技术,并对多关节外骨骼助力机器人今后的研究方向及研究重点进行了展望。     

下肢康复训练机器人本体设计与控制系统

针对下肢运动功能障碍患者对康复训练设备的需求,设计一种能够辅助患者自主康复的下肢训练机器人。 基于人机工程学理论和现实因素设计康复机器人的3 维结构模型;根据人体的运动特点设计人体行走意图识别系统, 并对机器人的运动特性进行分析,提出基于多传感系统的机器人运动控制方案;搭建康复机器人实验样机,并对机 器人的控制效果进行测试。实验结果表明,该机器人的结构设计与控制方案具备正确性和可行性。     

美国防高级研究计划局斥资290万美元研制柔性外骨骼

<正>美国国防高级研究计划局与哈佛大学怀斯生物启发工程研究所签订了一份价值290万美元的合同,研制一种柔性外骨骼系统,以使携带重物的士兵最大程度减轻疲劳。柔性外骨骼是一种内穿型智能系统,能够模仿人体的腿部肌肉和肌腱,为腿部关节提供辅助力量,而不会像之前出现的外穿型外骨骼那样笨重且限制穿戴者的行动。目前     

外骨骼助力机器人研究现状与关键技术分析

根据研究工作积累和查阅相关文献资料,对外骨骼助力机器人国内外的研究现状进行了总结,对外骨骼助力机器人所涉及的机械结构技术、驱动技术、传感控制技术、能源技术以及安全性技术等关键技术进行了分析,并对外骨骼助力机器人在军事领域、医疗领域和工业领域的应用前景进行了展望。     

单兵腰部助力装置结构设计与运动仿真分析

对火炮装填手在装填炮弹过程中的生物力学进行分析,基于成年男子身体尺寸在SOLIDWORKS中建立了人体三维模型,设计出腰部助力装置的两种方案,分别穿戴在人体模型上,在ADAMS中进行火炮装填手搬运炮弹的运动学仿真,根据仿真结果选择合适的方案,并对相关结构进行优化。     

单兵肩射平衡抛发射器噪声分析及抑制机构设计与实现

为了实现单兵肩射平衡抛发射器的低噪声发射,文中在对发射噪声的形成过程及原因进行分析研究的基础上。利用薄壁环在火药气体压力的作用下径向膨胀变形原理,设计出一种噪声抑制机构。通过数值仿真和样机动态验证试验表明,平衡抛发射器的发射噪声平均小于162 dB,实现了低噪声发射。为此类发射器的工程设计提供了技术参考。     

美军伯克利下肢外骨骼负重系统

美军伯克利下肢外骨骼负重系统(Berkeley Lower Extremities Exoskeleton缩写为BLEEX)是美国国防部高级研究规划局投资研制的用于提高单兵负重能力的外骨骼系统。该系统质量达50kg,除了能够     

高可靠重载升降装置技术研究

传统大型升降装置体积大，升降速度低，同步性差、启停冲击大，可靠性低，不满足大型贵重负载的升降需求。通过机械、电子、液压一体化设计，对大型贵重负载重载升降装置的设计方案进行了对比论证，并给出了综合最优解,为某重要产品的设计提供了技术支撑。     

考虑结合部的坦克工程车车体结构静特性有限元计算分析

对某坦克工程车在起吊，挖掘工况下进行了受力分析，从机械系统的观战出发，应用机械结合技术，以解析的方法求解出车体的载荷条件和边界约束条件，建立了车体的有限元分析数学模型。采用三维空间板壳单元对车体在起吊，挖掘两工况下，不同工位时进行结构静特性的有限元计算，并对计算结果进行了分析，从静态角度对车体设计提出了结构修改建议。     

滚转组合式轴承弹性铰链研究及应用

为满足升力体高超声速飞行器大气动载荷、低振动频率滚转动态特性的测量要求,研制了滚转组合式轴承弹性铰链机构.设计将轴承和弹性铰链并联,由轴承抵抗大的气动载荷,由弹性铰链精确测量模型滚转角的变化,解决了一体式铰链面临的承载能力和振动频率的矛盾.将该机构先后应用于升力体高超声速飞行器的滚转动态特性试验和战术导弹亚跨声速低振动频率的滚转阻尼试验,均获得良好的试验结果.     

挂弹车举升系统整体研究与运动仿真分析

为了提高挂弹车举升机构的效率和性能,对其液压系统进行整体研究。首先根据已有模型及1.5 t负载,通过力矩平衡方程,计算推力。再用ADAMS软件仿真计算举升过程推力情况,将2次的结果对比参考,为举升机构的液压系统设计提供可靠的数据支持。同时,还对固定举升臂的机架进行了受力分析,确定了机架和车底盘之间的固紧方式。通过对比2次计算的结果可知:举升臂在负载为1.5 t的情况下,接近最高位置时,液压缸的推力最大达到164.1 kN。     

一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现

近年来无人机逐渐用于运输快递,本文着眼于无人机挂载重物这一特性,提出一种新型电动无人机自动化挂载重物方案。本文从无人机飞行原理入手,设计了基于STM32芯片的抓持器。通过建模估算,并通过无人机抓持实验验证了该方案切实可行。     

基于光学测角及CAN 技术的综合检测仪系统

针对某炮兵侦察车通信链路单体设备多、检测定位困难与伺服系统结构复杂、控制精度要求高等特点,设计一种集CAN通信网络、升降调平机构及伺服平台转角精度为一体的便携式综合检测仪。给出综合检测仪系统设计方案,从原理、组成、应用等方面对其进行分析。结果表明：该检测仪能对CAN通信网络、伺服系统、升降调平机构出现的故障进行快速诊断,及时发现和解决系统出现的相关问题,在部队基层级维修保障和科研院所的实际运用中得到一致好评。     

新型载人爬楼梯履带车设计及稳定性分析

针对现有的载人履带式爬楼梯轮椅质量大和成本高的缺点,开发一种轮-履复合机构的新型载人爬楼梯履 带车。首先设计履带传动机构、轮式切换机构和轮椅搭载调节机构,并搭建运动控制系统。其次,对载人履带车上 下楼梯过程中的稳定性进行定量化分析与评价,并通过Matlab 进行了仿真分析。在此基础上进行了上下楼梯稳定度 仿真与分析、载人爬楼梯过程与力矩测量实验。实验结果表明：在载重75 kg 的情况下,爬楼梯履带车能以0.12 m/s 的速度爬上住宅楼梯。     

冲击载荷下轨道炮刨削形成机理及仿真分析

针对电磁轨道炮的发射特点,提出了微凸体引起的刨削形成机理;根据实际轨道炮的结构和载荷特点,利用ABAQUS有限元软件在不同的参数条件下进行了仿真计算;发现刨槽的尺寸主要取决于枢轨间相对滑动速度和电枢长度,滑动速度越高刨槽就越宽,而且刨槽尺寸随着电枢长度的加长而变长,但是枢轨界面载荷对刨槽尺寸的影响不大;轨道刨削形成机理的提出及仿真计算,为电磁轨道炮的抗刨削技术研究提供了参考和指导。