基于柔性雙足信息的助力機(jī)器人行走控制方法研究.pdf

1、可穿戴助力機(jī)器人是一種人機(jī)結(jié)合的智能交互系統(tǒng)，通過機(jī)器人的感知系統(tǒng)獲取人體運(yùn)動交互信息，判斷人體運(yùn)動意圖，通過控制系統(tǒng)規(guī)劃機(jī)器人運(yùn)動軌跡，發(fā)送驅(qū)動命令提供動力。可穿戴助力機(jī)器人可以增強(qiáng)人體運(yùn)動能力，擴(kuò)展人體運(yùn)動范圍，在醫(yī)療，科考旅游、軍事等多種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本論文主要是研究可穿戴助力機(jī)器人步行運(yùn)動控制。由于人體步行過程呈現(xiàn)明顯的周期性變化，而人體足底壓力信息可以很好地映射這一周期特征，因此本項(xiàng)目選定足底壓力分布

2、信息作為可穿戴助力機(jī)器人控制信號輸入。
　　 本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　 1.根據(jù)人體下肢運(yùn)動特點(diǎn)，研究分析了人體步行規(guī)律和步態(tài)相位周期，為助力機(jī)器人步行運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計提供了理論參考。
　　 2.設(shè)計了一套助力機(jī)器人柔性雙足機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)貼合人體足部自然構(gòu)造，可減少人機(jī)干涉，改善人機(jī)交互信息測量。
　　 3.設(shè)計了一套足底壓力分布信息獲取系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)的測量精度、實(shí)時性以及可靠性均可以滿足測

3、試要求。引入多傳感器信息融合理論，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定量分析，劃分人體步態(tài)相位周期，為助力機(jī)器人步行運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 4.引入傳統(tǒng)自主式雙足機(jī)器人的層次式控制方法，從運(yùn)動規(guī)劃層、步態(tài)綜合層和執(zhí)行層三個層次對下肢助力機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計。針對控制系統(tǒng)輸入-足底壓力分布信息和控制輸出-驅(qū)動信息存在非線性關(guān)系，在步態(tài)綜合層建立模糊控制器對兩者非線性關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)。通過基于理論層面的研究后，在工程層面上實(shí)現(xiàn)了助力