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文檔簡介
1、本文主要研究下肢外骨骼機器人電液伺服控制系統(tǒng)的設計與仿真問題。下肢外骨骼機器人是一種可以穿戴在人體上,由人體控制的雙足機器人。它兼有人的智能和機器人的強大動力,因而未來將廣泛應用于軍事、助殘、助老等領域。電液伺服系統(tǒng)具有精度高、響應速度快、功率質量比大等優(yōu)點,因而在外骨骼機器人驅動領域獲得了廣泛應用。電液伺服系統(tǒng)的性能特別是人體步態(tài)的跟隨性能對外骨骼機器人的性能具有決定性的影響,因此下肢外骨骼機器人電液伺服控制系統(tǒng)的設計與性能研究就顯得
2、尤其重要,這也正是本文的研究重點。
首先本文在滿足人體尺寸和步態(tài)運動特征的基礎上利用三維軟件設計了外骨骼機器人的模型。通過步態(tài)分析和動力學分析確定了電液伺服系統(tǒng)的工況。提出了三種下肢外骨骼機器人液壓驅動系統(tǒng)原理方案并綜合考慮外骨骼機器人的實際要求和成本等因素,確定了電液伺服系統(tǒng)的設計方案。然后分別對電液伺服系統(tǒng)的關鍵元器件液壓缸、伺服閥、液壓泵、溢流閥、油箱等進行了設計或選型,得到了下肢外骨骼機器人液壓驅動系統(tǒng)的裝配圖。
3、> 其次本文利用電液伺服閥和非對稱液壓缸的流量連續(xù)性方程、力平衡方程,推導出閥控缸動態(tài)數學模型;利用拉格朗日函數法和虛位移原理,建立了下肢外骨骼機器人各液壓缸的負載力計算模型;通過穩(wěn)定邊界參數整定方法設計了下肢外骨骼機器人電液伺服系統(tǒng)PID控制器,并運用simulink仿真軟件對該閉環(huán)控制系統(tǒng)跟隨人體步態(tài)情況進行了仿真。仿真結果表明,該系統(tǒng)能夠達到下肢外骨骼機器人電液伺服系統(tǒng)相關要求。
最后本文利用Matlab/Simhyd
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