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手臂外骨骼的控制及仿真研究的开题报告

一、选题依据

随着机器人技术和人机交互技术的逐渐成熟，外骨骼机器人被广泛应用于协力、康复和助行等方面。特别是手臂外骨骼机器人，因其简便易行、安全舒适等特点，备受关注。但是目前手臂外骨骼机器人控制与仿真的研究仍处于初级阶段，需进一步深入研究。

二、研究目的

本论文旨在研究手臂外骨骼机器人的控制方法和仿真技术，探讨其在协力、康复和助行方面的应用。主要目的有：

1.设计并实现包含力反馈控制的手臂外骨骼机器人系统。

2.研究手臂外骨骼机器人的力学模型和仿真算法，实现对手臂运动的模拟和评估。

3.基于手臂外骨骼机器人的实验数据，分析控制策略的优化和改进方向。

三、研究内容与方法

本论文的具体研究内容包括：

1.手臂外骨骼机器人的设计与搭建。

2.基于力反馈控制的手臂外骨骼机器人控制策略研究。

3.手臂外骨骼机器人的力学模型建立及仿真算法设计。

4.手臂外骨骼机器人的实验数据分析及优化研究。

在研究方法上，本论文采用仿真和实验相结合的研究方法，比较力学模型仿真和实验数据的一致性，分析实验结果，并进一步探讨优化手臂外骨骼机器人的控制策略。

四、论文意义与创新点

本论文的意义在于：

1.探索手臂外骨骼机器人在协力、康复和助行等方面的应用前景，提供参考和借鉴。

2.研究手臂外骨骼机器人的控制方法和仿真技术，为其进一步发展提供技术支持。

3.分析手臂外骨骼机器人优化和改进的方向，为其应用的持续改进提供理论指导。

本论文的创新点在于：

1.采用包含力反馈控制在内的手臂外骨骼机器人控制策略，提高了机器人的运动精度和安全性。

2.建立手臂外骨骼机器人的力学模型，并设计相应的仿真算法，使机器人运动的仿真结果更加准确。

3.对手臂外骨骼机器人的实验数据进行深入分析，探讨优化和改进的方向，提高机器人的性能。

五、论文结构

本论文共分为六个部分：

第一部分：绪论，主要介绍研究的背景、目的和意义。

第二部分：国内外研究综述，对手臂外骨骼机器人的技术发展现状和应用进行概括和归纳，为后续研究提供引导。

第三部分：手臂外骨骼机器人的控制方法研究，包括手臂外骨骼机器人的设计与搭建、基于力反馈控制的机器人控制方法的研究。

第四部分：手臂外骨骼机器人的仿真研究，包括手臂外骨骼机器人的力学模型建立、仿真算法设计等。

第五部分：手臂外骨骼机器人的实验研究，包括实验测试方案，测试结果分析与讨论。

第六部分：结论与展望，总结研究的主要成果和创新，对未来的研究进行展望。