计算机测量与控制
計算機測量與控製
계산궤측량여공제
COMPUTER MEASUREMENT & CONTROL
2015年
4期
1397-1400
,共4页
谭先锋%王祖麟%孙健铨%张洪海%正端
譚先鋒%王祖麟%孫健銓%張洪海%正耑
담선봉%왕조린%손건전%장홍해%정단
负重%下肢外骨骼机器人%ZMP%三次样条插值%步态分析
負重%下肢外骨骼機器人%ZMP%三次樣條插值%步態分析
부중%하지외골격궤기인%ZMP%삼차양조삽치%보태분석
weight-bearing%lower limb exoskeleton robot%ZMP%cubic spline interpolation%gait analysis
研究设计了一种能够增强人体负重的下肢外骨骼机器人,该负重外骨骼机器人具有8个自由度,可实现髋关节的外展与内收、屈/伸运动;膝关节的屈/伸运动以及踝关节的弯曲运动;根据人体步态分析研究出各个关节的运动角度范围,结合目标负重进行结构优化设计;对机器人的结构进行简化,建立了外骨骼机器人的连杆模型,根据其几何关系,采用D-H准则对外骨骼机器人进行了数学建模;以计算机、六轴运动控制卡和STM32为核心构建了控制系统,结合ZMP (zero moment point)零力矩点稳定性判据及三次样条插值进行了步态规划,并将此步态规划应用于样机上;样机实验结果表明,此结构能够满足不同体型的人进行穿戴,并能够根据规划的步态轻松行走,验证了其结构和控制系统的合理性.
研究設計瞭一種能夠增彊人體負重的下肢外骨骼機器人,該負重外骨骼機器人具有8箇自由度,可實現髖關節的外展與內收、屈/伸運動;膝關節的屈/伸運動以及踝關節的彎麯運動;根據人體步態分析研究齣各箇關節的運動角度範圍,結閤目標負重進行結構優化設計;對機器人的結構進行簡化,建立瞭外骨骼機器人的連桿模型,根據其幾何關繫,採用D-H準則對外骨骼機器人進行瞭數學建模;以計算機、六軸運動控製卡和STM32為覈心構建瞭控製繫統,結閤ZMP (zero moment point)零力矩點穩定性判據及三次樣條插值進行瞭步態規劃,併將此步態規劃應用于樣機上;樣機實驗結果錶明,此結構能夠滿足不同體型的人進行穿戴,併能夠根據規劃的步態輕鬆行走,驗證瞭其結構和控製繫統的閤理性.
연구설계료일충능구증강인체부중적하지외골격궤기인,해부중외골격궤기인구유8개자유도,가실현관관절적외전여내수、굴/신운동;슬관절적굴/신운동이급과관절적만곡운동;근거인체보태분석연구출각개관절적운동각도범위,결합목표부중진행결구우화설계;대궤기인적결구진행간화,건립료외골격궤기인적련간모형,근거기궤하관계,채용D-H준칙대외골격궤기인진행료수학건모;이계산궤、륙축운동공제잡화STM32위핵심구건료공제계통,결합ZMP (zero moment point)령력구점은정성판거급삼차양조삽치진행료보태규화,병장차보태규화응용우양궤상;양궤실험결과표명,차결구능구만족불동체형적인진행천대,병능구근거규화적보태경송행주,험증료기결구화공제계통적합이성.
