仿生膝关节机器人结构设计研究.docx

仿生膝关节机器人结构设计研究

目录

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

仿生膝关节机器人概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1仿生学基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.2仿生膝关节机器人发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3国内外研究进展分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

仿生膝关节机器人结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1仿生膝关节机器人结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1.1关节部分结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.2驱动部分结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1.3控制部分结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2关节活动部件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2.1关节面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2.2滑动轴设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.2.3滑动轴承设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.3驱动机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.3.1电机选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.3.2减速机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.3.3传动带设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.4控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.4.1控制算法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.4.2控制系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.4.3软件系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

关节机器人运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.1运动学基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2运动学方程建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.3运动学仿真与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

关节机器人动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

5.1动力学基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

5.2动力学方程建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

5.3动力学仿真与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

仿生膝关节机器人性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

6.1性能评价指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

6.2实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

6.3性能测试与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

结论与展望．．．．．．．．．．．．