外骨骼人機協(xié)調(diào)控制技術的研究.pdf

1、進入二十一世紀以來，我國人口老齡化現(xiàn)象日益嚴重，交通事故、自然災害所造成的肢體損傷人數(shù)也逐漸增加。如何解決老弱傷殘人員的正常行走問題已經(jīng)成為了社會熱點。本課題開發(fā)設計了一套外骨骼協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮人的動作導向能力和機器人的承載能力，實現(xiàn)了外骨骼的助行目的。系統(tǒng)包括髖關節(jié)式下肢助力外骨骼、協(xié)調(diào)控制策略和軟硬件平臺。
　　首先，結合項目的設計要求、人體步態(tài)周期特性和髖關節(jié)的生理學特性，設計了一款下肢髖關節(jié)式助力外骨骼。通過對外骨骼

2、機構的建模與動力學分析，探討了外骨骼的動力學特性。
　　其次，設計了氣囊式力傳感器用于大腿肌肉力的采集實驗，詳細分析了肌肉力在步態(tài)周期中的變化規(guī)律?；诓綉B(tài)周期中髖關節(jié)的角速度、角加速度和大腿肌肉力的變化特性，開發(fā)了模糊控制算法。針對模糊控制存在的牽扯感缺點，本文研究使用CPG學習算法來學習模糊控制輸出。根據(jù)兩種算法本文提出了基于閾值的協(xié)調(diào)控制策略。
　　另外，搭建了系統(tǒng)軟硬件平臺，主要包括編碼器、電機驅(qū)動器和主控制板。然后