气动肌腱束拮抗关节力位协调控制方法研究

发布时间：2025-05-05 03:49

　　随着新一代智能机器人技术的快速发展,人机共融理念深入人心,其要求新一代机器人应当具有更好的人机交互性,即机器人能够更安全的实现人机协同。而传统的电机、液压等驱动方式由于结构复杂性及刚度较大等条件的限制,并不能很好的适应这一要求。气驱相关产品以其自身特有的低刚性等特点越来越多地被生产生活的各个领域所采用,而气动人工肌腱(Pneumatic muscle actuator,PMA)这一新型气驱结构在性能指标和工作方式上近似生物肌腱,具有结构简单、功/重比高、柔顺性好的特点,引起了国内外专家学者的广泛关注,被应用于康复医疗、柔性机器人关节等生产研究领域。本文面向气动人工肌腱拮抗关节,研究其位置和环境交互力协调控制策略,主要内容概括如下:首先,从生物肌腱和人工肌腱结构上分别分析了两种肌腱的工作原理及相似点。结合人工肌腱的理论模型和三元等效模型对单根肌腱进行动力学建模,以德国Festo公司的人工肌腱作为具体对象,通过参数辨识、拟合实验得到单根肌腱的模型参数。在单根肌腱动力学模型的基础上,结合生物体膝关节动作原理,分析了多种人工肌腱关节构型,最终结合牛顿第二定律建立了人工肌腱拮抗关节状态空间方程形式...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1(a)FORTIS工业外骨骼(b)HULC单兵外骨骼(c)我国迈步公司康复外骨骼

气动肌腱束拮抗关节力位协调控制方法研究2的进行步态康复训练。相较于传统的人工辅助康复训练，通过康复外骨骼系统进行步态恢复训练，不仅更科学、效率更高，还能减少康复医疗行业从业人员缺口。图1-1(a)FORTIS工业外骨骼(b)HULC单兵外骨骼(c)我国迈步公司康复外骨骼当前，外骨....

图1-6Pneu-Man机器人

气动肌腱束拮抗关节力位协调控制方法研究7HosodaK等[32]在2005年设计了一款PMA拮抗关节驱动的双足Pneu-Man机器人，如图1-6所示。Pneu-Man采用PMA拮抗关节形式，通过精心设计，其所需的控制策略非常简单。通过实验验证，Pneu-Man能够实现直立行走。图....

图1-7可穿戴踝足矫形器

气动肌腱束拮抗关节力位协调控制方法研究7HosodaK等[32]在2005年设计了一款PMA拮抗关节驱动的双足Pneu-Man机器人，如图1-6所示。Pneu-Man采用PMA拮抗关节形式，通过精心设计，其所需的控制策略非常简单。通过实验验证，Pneu-Man能够实现直立行走。图....

图1-8膝关节康复机器人

气动肌腱束拮抗关节力位协调控制方法研究7HosodaK等[32]在2005年设计了一款PMA拮抗关节驱动的双足Pneu-Man机器人，如图1-6所示。Pneu-Man采用PMA拮抗关节形式，通过精心设计，其所需的控制策略非常简单。通过实验验证，Pneu-Man能够实现直立行走。图....

本文编号：4043080