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下肢可穿戴外骨骼机器人仿人机构设计与运动控制研究中期报告

该项目旨在设计并实现一种下肢可穿戴外骨骼机器人，以帮助身体机能受损者恢复日常活动功能。本中期报告主要介绍了仿人机构设计和运动控制方案的研究进展。

1.仿人机构设计

在设计仿人机构时，考虑到外骨骼需要具备与人体肢体相似的结构和运动自由度，我们选择了仿照人体肢体结构进行设计。具体来说，我们将下肢分为大腿、小腿和足部三个部分，分别设计三段联动式机构，并将它们串联起来。大腿段采用灵活的万向节结构，小腿段采用滑轨式机构，足部部分采用弹性连接的结构，这样可以实现足部在不同地面角度下的自适应。

2.运动控制方案

在运动控制方案方面，我们提出了基于位置反馈的控制方法，即通过腿部关节传感器获取腿部的实际位置和姿态信息，然后控制电机使外骨骼机器人跟随人体肢体的运动。这种控制方法可以较好地模拟人体肢体的运动，并且可以根据用户的需要进行调整和优化。

为了验证以上设计方案的有效性，我们进行了有限元仿真和实际机器人验证实验。有限元仿真结果表明，设计的外骨骼机器人具有稳定的结构和运动性能。实际机器人验证也表明，该外骨骼机器人可以实现与人体肢体相似的运动模式，并能够部分帮助身体机能受损者恢复下肢活动功能。

3.难点和下一步工作

在实验过程中，我们发现外骨骼机器人的重量和动力系统的控制是目前的主要难点。解决这些难点需要我们进一步优化设计并使用更加高效的控制算法。

下一步，我们将进行更加深入的仿真和实验，优化机器人的外形、重量和运动控制算法，以达到更好的恢复人体下肢活动功能的效果。