可穿戴助力隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、可穿戴助力隨動(dòng)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(jī)械骨骼作為力量輸出主體的外穿型機(jī)械骨骼服。該領(lǐng)域涉及了機(jī)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(dòng)系統(tǒng)將人與機(jī)器人兩者的優(yōu)勢完美結(jié)合，集人類的智慧和機(jī)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(huì)應(yīng)用來看，外骨骼技術(shù)一旦成熟后，將會(huì)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(dòng)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(jī)械結(jié)構(gòu)、感知模塊、控制方案以及嵌入式實(shí)現(xiàn)平臺(tái)做了總體的方案分析與設(shè)計(jì)。接著，對整個(gè)骨骼服的機(jī)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(yùn)動(dòng)步態(tài)規(guī)律為基礎(chǔ)，并針對人體步態(tài)不同的動(dòng)作模式設(shè)計(jì)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(shí)膝關(guān)節(jié)的角位移，從而滿足人機(jī)協(xié)

3、調(diào)運(yùn)動(dòng)的目的。隨后，對控制算法的嵌入式實(shí)現(xiàn)平臺(tái)做了詳細(xì)的介紹和工作說明，利用該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令實(shí)施，同時(shí)還建立了數(shù)據(jù)采集與顯示模塊，能夠在樣機(jī)工作時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)。最后，對樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)際的操作演示，檢測并分析了穿戴者操作樣機(jī)時(shí)不同運(yùn)動(dòng)模式和不同負(fù)載下的所有工作性能。研究結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)下的可穿戴助力隨動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)耦合、助力協(xié)行的研究目標(biāo)。
　　本文針對可穿戴助力隨動(dòng)系統(tǒng)開展的研究工作完成了初期的要求