外骨骼机器人处于摆动相后期系统模型仿真

结合人体解剖学对外骨骼机械人下肢运动进行分析,主要阐述外骨骼处在摆动相后期的运动,根据功率键合图和传递函数混合进行建模,利用SIMULINK对液压缸的压力、速度、加速度和阀芯位移进行仿真,通过仿真结果来验证系统运动的合理性。     

基于心肺复苏用途的上肢外骨骼助力机器人仿真研究

针对心肺复苏助力用途,设计了一种新型的上肢外骨骼助力机器人.以D-H矩阵为基础建立了上肢外骨骼助力机器人的运动学方程,得到机器人末端点的位姿矩阵并验证,利用代数解法求得逆运动学.通过Matlab编程求解出上肢外骨骼助力机器人的可达工作空间.运用ADAMS对机器人进行了运动学和动力学仿真,证明了结构的合理性以及运动学的正确性,同时动力学仿真得到的各关节最大力矩为电机选型和后续的运动控制提供依据.     

腕功能康复机器人的设计与分析

脑卒中和脑外伤带来的偏瘫等后遗症给患者生活与工作带来巨大的不便。腕部是人们日常工作生活的重要器官,针对具有腕功能障碍的患者,设计了一款外骨骼式三自由度便携腕部康复机器人。该机器人具有掌屈/背屈、内翻/外翻、内收/外收三个自由度,采用Maxon电机驱动。能够带动患者手腕进行三自由度运动,从而使患者进行有效的康复训练。传统的腕部康复机器人体积质量大、价格贵、局限于医院使用。该设备具有同时具备三个自由度、结构紧凑、体积小重量轻、便于携带等优点,患者可在包括家庭内的多种环境下使用。利用UG软件对设备进行了运动学仿真与分析,证明了其可行性,并对设备进行病人实验论证其可行性。     

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。     

下肢外骨骼的膝关节轴线自适应设计与尺度综合

针对目前外骨骼膝关节与人体膝关节旋转轴线不重合,人机之间存在"寄生力"的问题,提出一种混联外骨骼膝关节和一种基于李代数的运动学规划算法.利用运动学模型建立驱动器和人体运动之间的映射,对人体运动进行感知,构建关节位形空间.介绍了一种基于螺旋理论的参数选择方法,结合粒子群优化算法,以工作空间面积和全局传递指标为优化目标,优...     

可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统安全性设计评价

可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统的安全性主要取决于系统的机械结构设计、驱动器的选择和布置、保护措施和安全控制策略的设计。为了提高系统的安全性及保护操作者与周围人群的安全,通过对可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统设计、使用、维护过程中的要点进行分析,提出了系统安全性评价方法,为今后柔性外骨骼人机智能系统的发展提供了参考。     

穿戴式外骨骼膝关节三铰点机构优化设计

研究穿戴式外骨骼的工作原理,建立数学模型,采用MATLAB软件,应用粒子群算法开发了一套膝关节三铰点机构的优化设计系统来代替人工设计。粒子群算法是一种基于鸟群的智能优化方法,对于多目标、多约束条件的三铰点机构优化设计能够有效求解。仿真实践证明了该方法的有效性。     

负重外骨骼机器人的设计及其运动学动力学仿真

介绍了人体下肢骨骼结构以及人体步态数据,并在此基础上创建了下肢外骨骼机器人的零件模型及其装配体模型,然后将装配体模型导入到MSC.ADAMS软件中,进行运动学和动力学仿真。仿真结果表明:该外骨骼机器人结构合理,能够保证机构运动的灵活性与穿着舒适性;其次是动力学仿真结果反映了外骨骼机器人各关节处所受载荷的变化规律。     

无源上肢外骨骼的基础协调性评估

外骨骼能为人类运动提供辅助力,辅助人们完成更高强度的工作,在市场中的应用日益增加,解决其人机协调性问题变得尤为重要.为评估无源上肢外骨骼在三个运动平面上的基础协调性,12名受试者模拟了3种基础负重任务.运用光学动作捕捉设备采集受试者肩肘腕关节、腕肩髋的夹角和两肘间距的运动数据,并使用SPSS对其进行Wilcoxon秩和...     

末端牵引式上肢外骨骼结构设计与运动学分析

针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的结构设计;其次,使用有限元仿真软件Ansys Workbench对关键零/部件进行静力学仿真,优化零件刚度、强度及尺寸,从而验证外骨骼材料及尺寸的合理性;然后采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立坐标系,推导了正运动学并对末端位姿工作空间进行求解,并绘制了工作空间点云图;最后,使用Adams软件对末端牵引式上肢外骨骼进行了运动学分析。结果表明,末端牵引式上肢外骨骼结构设计合理,能够满足上肢运动功能障碍患者的康复训练要求。