下肢外骨骼助力机器人动力学建模及实验研究

摘要：

下肢外骨骼助力机器人存在人?机关节是否匹配、主动关节设计是否满足人体关节运动的驱动力要求等问题.为解决上述问题,基于所设计的电液伺服驱动下肢外骨骼助力机器人,将其简化为七连杆结构,并结合步态平衡理论,采用牛顿?欧拉法构建了其摆动相与支撑相瞬时动力学模型.然后,将不同步态相位下人体运动时的角度数据、速度数据及机器人结构参数代入牛顿?欧拉动力学迭代方程,求得机器人各关节的理论驱动力矩.最后,开展ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)仿真实验和人机协同助行实验,通过对机器人各关节的驱动力矩峰值进行比较,验证了所构建动力学迭代方程的正确性和有效性.结果表明,通过采用牛顿?欧拉法来求解下肢外骨骼助力机器人关节的驱动力矩,可为其结构优化与控制策略制定提供重要的理论支撑.

关键词：下肢外骨骼助力机器人、动力学分析、牛顿—欧拉法、人机协同助行实验

所属期刊栏目：29

分类号：TH113.2;TP242

资助基金：国家自然科学基金;安徽省重点研究与开发计划资助项目;安徽省属公办普通本科高校领军骨干人才项目;安徽工程大学创新团队项目

在线出版日期：2022-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：358-369,383