基于运动学原理的可穿戴下肢助力机器人.doc
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1、基于运动学原理的可穿戴下肢助力机器人对可穿戴型助力机器人控制策略进行分析。 根据研究目的及人体结构和功能的特殊性和复杂性,通过将人体下肢作适当简化及必要的假设,提出基于骨肌肉功能模型的下肢助力机器人控制方法,该方法通过对骨肌肉模型中的弹性系数和阻尼系数的调节能为人体下肢运动提供助力支持。 同时,通过人机间交互力信息实现人体下肢的运动预判。利用机器增强人类肌肉的力量和感知能力,同时保留人的灵活性和直接操作的感觉是机器人研究领域之一。 人体的所有运动都与力及其控制有关,助力系统利用特定装置给人提供一定的力补偿,降低人自身能量的消耗,或是对那些有异样运动行为的人提供治疗或矫形。根据助力对象的不同,可
2、穿戴型助力机器人可分为两类:1)直接式:直接给使用者提供动力,如下肢助力、背部助力及上肢助力等,这种情况下,助力装置的运动需超前于人体相应的运动。 2)间接式:分担使用者的劳动负荷,诸如背负的重物、搬运的货物等,从而达到减轻使用者劳动强度的目的,这种模式需要机器与使用者同步运动。由于助力装置基本是刚性体,整体柔顺性差,这样人与装置运动时会造成不协调与不自然,这便涉及到关节自由度的确定及其驱动问题。 在运动辨识上,国外多数采用肌电信息作为人体运动信息的检测方法,这就要求搞清人体各肌肉块的功能,选择最能反应人体运动状况的肌肉块,但很多动作通常是靠肌肉群来完成,一块肌肉的收紧与松弛并不能完成全部动作
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