步態(tài)訓(xùn)練機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，也是一個(gè)國家科技水平的體現(xiàn)，將機(jī)器人輔助治療技術(shù)引入到康復(fù)訓(xùn)練中，已經(jīng)逐漸得到國內(nèi)外研究人員的重視，并發(fā)展成為熱門課題之一。本文所涉及的步態(tài)訓(xùn)練機(jī)器人旨在達(dá)到康復(fù)與健身的雙重目的。 本文依據(jù)國內(nèi)外下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用對象和人體步態(tài)康復(fù)理論，確定了機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和總體方案，并建立了機(jī)器人單側(cè)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)模型，進(jìn)行了仿真分析和基于機(jī)器人樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：

2、 本文首先分析了下肢康復(fù)機(jī)器人技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用情況，結(jié)合人體步態(tài)康復(fù)理論提出了以一種6自由度機(jī)器人系統(tǒng)為結(jié)構(gòu)方案；具體設(shè)計(jì)了機(jī)器人樣機(jī)，包括機(jī)器人作業(yè)空間分析與關(guān)鍵參數(shù)的確定；對機(jī)器人單側(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析，推導(dǎo)出了正、逆運(yùn)動學(xué)方程并驗(yàn)證了其正確性；搭建了基于MATLAB/SimMechanics的機(jī)器人總體運(yùn)動學(xué)模型，通過仿真分析驗(yàn)證機(jī)器人設(shè)計(jì)的正確性與合理性。 然后完成了對機(jī)器人零部件的質(zhì)量與慣量的測量和

3、估算；推導(dǎo)了組成機(jī)器人的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；以MATLAB軟件中的Simulink和M函數(shù)為平臺，應(yīng)用聯(lián)立約束法建立了機(jī)器人單側(cè)機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型并驗(yàn)證了模型的正確性；設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)完成對跟蹤給定軌跡的動力學(xué)控制仿真，得到在跟蹤過程中所需的動力與速度參數(shù)。 最后利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺進(jìn)行了半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)研究，基于MATALAB/Simulink和dSPACERTI1103并在Controldesk操作界面上編寫程序，完成對機(jī)器人