可穿戴助力隨動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、可穿戴助力隨動系統(tǒng)是近年來比較熱門的新興技術(shù)之一，它是一種把穿戴者作為控制主體，把機械骨骼作為力量輸出主體的外穿型機械骨骼服。該領(lǐng)域涉及了機器人學(xué)、控制理論、通信技術(shù)、材料技術(shù)與微能源技術(shù)等多門學(xué)科?？纱┐髦﹄S動系統(tǒng)將人與機器人兩者的優(yōu)勢完美結(jié)合，集人類的智慧和機器人的體能于一身，幫助人們完成單靠人類自身難以完成的任務(wù)。目前，外骨骼技術(shù)受到了各界人士越來越多的關(guān)注，從社會應(yīng)用來看，外骨骼技術(shù)一旦成熟后，將會廣泛應(yīng)用到眾多領(lǐng)域中，大大便

2、利人們的生產(chǎn)與生活。
　　本文首先介紹了可穿戴助力隨動系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和存在的問題，從而確定了主要研究內(nèi)容和有待解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。然后對系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)、感知模塊、控制方案以及嵌入式實現(xiàn)平臺做了總體的方案分析與設(shè)計。接著，對整個骨骼服的機械系統(tǒng)及液壓控制系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，模型以人體運動步態(tài)規(guī)律為基礎(chǔ)，并針對人體步態(tài)不同的動作模式設(shè)計了不同的控制器。仿真結(jié)果顯示，該控制方法能夠滿足人體正常行走時膝關(guān)節(jié)的角位移，從而滿足人機協(xié)

3、調(diào)運動的目的。隨后，對控制算法的嵌入式實現(xiàn)平臺做了詳細的介紹和工作說明，利用該平臺實現(xiàn)了控制系統(tǒng)對執(zhí)行機構(gòu)的指令實施，同時還建立了數(shù)據(jù)采集與顯示模塊，能夠在樣機工作時進行實時的數(shù)據(jù)分析與存儲。最后，對樣機進行了實際的操作演示，檢測并分析了穿戴者操作樣機時不同運動模式和不同負載下的所有工作性能。研究結(jié)果表明，該設(shè)計下的可穿戴助力隨動系統(tǒng)實現(xiàn)了人機耦合、助力協(xié)行的研究目標。
　　本文針對可穿戴助力隨動系統(tǒng)開展的研究工作完成了初期的要求