外骨骼式老年人輔助行走裝置設(shè)計(jì)研究.pdf

1、聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在本學(xué)位論文中，除了加以標(biāo)注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對(duì)本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明?！芯可灻翰钇痃蹓q2叫年弓月I7日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送

2、交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容。對(duì)于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名：旅幺荔，矽11年多月f7日碩士論文外骨骼式老年人輔助j摘要進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國人口老齡化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，如何提高老年人生活質(zhì)量受到了社會(huì)的普遍關(guān)注。外骨骼技術(shù)是一種新型的人體運(yùn)動(dòng)輔助機(jī)器人技術(shù)，將外骨骼技術(shù)應(yīng)用于老年人助走領(lǐng)域，將會(huì)提高老年人下肢運(yùn)動(dòng)能力，是老年人助走裝置研究的新方向。雖然歐美日等發(fā)達(dá)國家對(duì)此研究開展地較早，

3、但其成果大多成本昂貴或仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，因此，必須立足國情，研究結(jié)構(gòu)簡單、功能實(shí)用的外骨骼式老年人輔助行走裝置。論文針對(duì)外骨骼式老年人輔助行走裝置進(jìn)行了深入的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。首先，分析了人體下肢行走機(jī)理，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，通過視頻采集的方法獲得了步行過程中下肢關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)曲線，在ADAMS仿真環(huán)境中進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，得到了步行過程中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)曲線，并以此為依據(jù)制定了助走裝置的工作原理。其次，設(shè)計(jì)了外骨骼式老年人輔助行走裝置

4、的原理樣機(jī)，完成了外骨骼式老年人輔助行走裝置執(zhí)行器的選型、自由度安排、人機(jī)結(jié)合部的設(shè)計(jì)。為了滿足助走裝置控制算法對(duì)實(shí)時(shí)性的要求和與傳感器信號(hào)的匹配，選用了剛S320LF2407作為助走裝置的中央控制器，設(shè)計(jì)了與之相適應(yīng)的雙極型H橋驅(qū)動(dòng)電路。搭建了采用上下位機(jī)工作方式的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為以后的實(shí)驗(yàn)研究做好了準(zhǔn)備。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)適時(shí)適量提供輔助力矩的工作原理，提出了一種新的SAC力伺服混合控制方法。這種控制方法通過判斷髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)速，在SAC控制