外骨骼式老年人輔助行走裝置設(shè)計研究.pdf

1、聲明本學位論文是我在導師的指導下取得的研究成果，盡我所知，在本學位論文中，除了加以標注和致謝的部分外，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構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學位論文做出的貢獻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日學位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學有權(quán)保存本學位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送

2、交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的部分或全部內(nèi)容。對于保密論文，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摘要進入二十一世紀以來，我國人口老齡化現(xiàn)象日益嚴重，如何提高老年人生活質(zhì)量受到了社會的普遍關(guān)注。外骨骼技術(shù)是一種新型的人體運動輔助機器人技術(shù)，將外骨骼技術(shù)應用于老年人助走領(lǐng)域，將會提高老年人下肢運動能力，是老年人助走裝置研究的新方向。雖然歐美日等發(fā)達國家對此研究開展地較早，

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

4、的原理樣機，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、人機結(jié)合部的設(shè)計。為了滿足助走裝置控制算法對實時性的要求和與傳感器信號的匹配，選用了剛S320LF2407作為助走裝置的中央控制器，設(shè)計了與之相適應的雙極型H橋驅(qū)動電路。搭建了采用上下位機工作方式的實驗平臺，為以后的實驗研究做好了準備。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)適時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