多自由度步态辅助下肢外骨骼机器人的设计与分析.docx

多自由度步态辅助下肢外骨骼机器人的设计与分析

目录

多自由度步态辅助下肢外骨骼机器人的设计与分析（1）．．．．．．．．．．5

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

三、设计思路与总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

3.1设计目标及需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

3.2总体设计方案选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

3.3关键技术研究与确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

四、机器人结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

4.1下肢外骨骼结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

4.2步态辅助机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

4.3传感器与控制系统布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

五、机器人运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

5.1运动学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

5.2正运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

5.3逆运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

六、机器人动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

6.1动力学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

6.2关节力矩计算与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

6.3稳定性与能耗分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

七、控制系统设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

7.1控制系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

7.2传感器类型选择与布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

7.3控制算法设计与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

八、实验研究与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

8.1实验平台搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

8.2实验内容与步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

8.3实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

九、优化建议与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

9.1设计优化建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

9.2技术发展展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

十、结论总结全文研究内容及成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

多自由度步态辅助下肢外骨骼机器人的设计与分析（2）．．．．．．．．．31

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

理论基础与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.1外骨骼机器人技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35