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《哈尔滨工程大学》 2010年
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步态训练机器人骨盆控制机构研究

毕秋吉  
【摘要】:疾病、老龄化、外伤以及交通事故等,都会给人的肢体留下不同程度的后遗症,给患者及其家庭带来不同程度的麻烦。而对其进行康复机器人的辅助训练,恢复其肢体的运动机能也是众多学者多年以来的研究方向。 步态训练机器人主要是用于康复人体行走功能为目的的,但大多是以康复下肢为主要手段,而忽略了骨盆运动的重要性。人体的盆部上连腰椎下接双腿,是运动过程中的一个重要环节。协调的骨盆运动,是掌握正确步态的关键。临床实践证明通过盆训练能够显著提高患者下肢的步行能力,因此在步态训练过程中对人体盆部进行一定的康复训练,对患者恢复良好的运动状态是必要的、可行的。 本文根据目前有关人体骨盆运动轨迹的研究现状,提出了一种四自由度骨盆控制机构的总体设计方案,并应用Pro/E三维设计软件进行了骨盆控制机构运动平台的总体结构设计,同时提出了一种骑坐方式的悬挂式重力支撑系统。 本文所设计的四自由度机器人只有三个驱动源,属于欠驱动运动机器人。因此,对无驱动运动方向提出了两种约束方法,分别为对中弹簧不完全约束法和绳索半驱动约束法。利用SimMechanics构建的仿真模型进行了上述两种方法的控制仿真实验,理论上验证了两种方法的可行性。基于理论研究,通过dSPACE实时仿真平台进行了实验样机的半物理仿真实验研究,证实了理论分析的正确性和方法的实用性。完成了骨盆驱动机构的控制实验,系统运行平稳,跟踪误差达到设计目标,验证此骨盆控制机构设计的合理性和正确性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242.3

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