7-DOF下肢外骨骼機器人機構的設計與研究.pdf

1、下肢外骨骼機器人是一種可穿戴、交互式仿生機器人，由機械系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息分析處理系統(tǒng)等多個部分組合而成，具有結構精細、響應速度快和性能穩(wěn)定等特點，適用對象有下肢癱瘓病人、老年人和軍人等。通過下肢外骨骼機器人輔助癱瘓病人定期進行腿部各關節(jié)的伸展/彎曲，可促進病人腿部的血液循環(huán)，避免肌肉組織萎縮，增加病人腿部的康復幾率。老年人由于肌纖維萎縮，肌力衰退，上下樓梯緩慢、費力，而在下肢外骨骼機器人的輔助下就可輕松、迅速地上下

2、樓梯和行走。隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在士兵要負載更多的單兵裝備，這直接降低士兵的行軍速度和減少行軍距離，而通過下肢外骨骼機器人分擔一部分裝備的重量，就可提高士兵的靈活性和持久力，進而提升部隊的機動性。隨著中國逐步進入老齡化社會，研制下肢外骨骼機器人一方面可替代護理人員，滿足社會需求，緩解勞動力不足的壓力;另一方面可提升士兵的作戰(zhàn)能力，進而增強國防能力，穩(wěn)定國家地位。
　　本文主要介紹下肢外骨骼機器人的基本連桿機構設計，主要分為機構的

3、功能設計與分析、模型建立與仿真及其工程圖紙繪制三部分。機構的功能設計與分析包括連桿機構設計、機構處于不同位姿時各關節(jié)空間坐標的計算以及類球鉸鏈運動方程計算三個部分。運用ADAMS軟件建模仿真，驗證理論計算的正確性。工程圖紙的繪制是基于驗證過的機構簡圖，從滿足人體各關節(jié)運動需求和具有調(diào)節(jié)功能以適合一定體型范圍內(nèi)的人穿戴兩個方面進行結構設計，繪制出機構的裝配圖和所有零件圖。
　　設計出來的下肢外骨骼機器人機構高度范圍為1051mm～1