文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
步态训练机器人结构设计及实验研究
姓名:王凤良
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:张今瑜
20090301
摘要科技水平的体现;将机器人辅助治疗技术弓氲娇蹈囱盗分小垡丫鸾サ玫机器人技术是当代科学技术中发展最为活跃的领域之一,也是一个国家国内外研究人员的重视,并发展成为热门课题之一。本文所涉及的步态训练机器人旨在达到康复与健身的双重目的。本文依据国内外下肢康复训练机器人的发展状况及应用对象和人体步态康复理论,确定了机器人系统的设计目标和总体方案,并建立了机器人单侧机构的系统模型,进行了仿真分析和基于机器人样机的实验研究,主要内容本文首先分析了下肢康复机器人技术的国内外发展现状和应用情况,结合人体步态康复理论提出了以一种杂啥然魅讼低澄=峁狗桨福痪咛迳计了机器入样机,包括机器人作业空间分析与关键参数的确定;对机器人单搭建了基于/的机器人总体运动学模型,通过仿真分析验证机器人设计的正确性与合理性。然后完成了对机器人零部件的质量与惯量的测量和估算;推导了组成机器人的驱动机构的数学模型;以软件中的和F台,应用联立约束法建立了机器人单侧机构动力学模型并验证了模型的正确性;设置各项参数完成对跟踪给定轨迹的动力学控制仿真,得到在跟踪过程最后利用实时仿真平台进行了半实物仿真实验研究,基于⒃贑操作界面上编写程序,完成对机器人实际工作空间的测量,结合理论分析,证实实际工作空间满足机器人的设计要求;完成机器人承载能力实验,实验表明:所设计的机器人具有足够的承载能力与快速的响应特性,并具备安全、稳定的特性。关键词:步态训练机器人;仿真:运动学:动力学;实验研究如下:侧机构进行了运动学分析,推导出了正、逆运动学方程并验证了其正确性;中所需的动力与速度参数。疭蚫哈尔滨檀笱妒Ш温畚
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日期:矽导师┳:多长嗲鸸诹产多肜日哈尔滨工程大学学位论文原创性声明学位论文授权使用声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声昵的法律结果由本人承担。本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待本论文谠谑谟柩缓蠹纯口在授予学位个月后密后晒豕こ檀笱徒挥泄夭棵沤斜4妗⒒惚嗟取作者┳日期:乒解密后适用本声明。口解作者┳:
第滦髀概述机器人技术是一门综合学科,它包含了电子学、计算机科学、控制理论、传感器技术、机械学、仿生学、人工智能等学科。它是机械学、电子技术及计算机技术的有机结合,体现了机电一体化,是当今比较热门的综合学科。我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人,特种机器人又分为康复机器人、水下机器人等多个分支。我国对康复训练机器人的研究有着重要的意义,主要因为年,卫生部、民政部、财政部、公安部、教育部、中国残联《关于进一步加强残疾人康复工作的意见》提出:“到年,实现残疾人‘人人享有康复服务’。”¨就是说,我国年残疾人康复事业的目标是将康复服务的覆盖面从目前的%提高到ィ捶竦矫恳桓霾屑踩恕辏录冶ψ芾碛肿隽恕耙高度重视康复事业”的重要批示,这些都说明国家领导人对中国康复工程发展给予了高度的重视。我国目前之所以对康复工程如此重视,主要是因为:中国每年交通事故万起,因交通事故死亡人数均超过万人,相当于一个小型县,居世界第一。据统计数据表明,每种泳陀幸蝗松ド沓德郑分钟都会有一人因为交通事故而伤残。每年因交通事故所造成的经济损失达数百亿元嘲。另外,在《中国人口老龄化发展趋势预测研究报告》中已明确指出:在中国人口中老年人口规模巨大,年底,中国岁及以上老年人口为亿,年将达到冢杲ù锏亿,年超过冢甏到最大值,之后一直维持在亿的规模。联合国预测,世纪上半叶,中国一直是世界上老年人口最多的国家,占世界老年人口总量的五分之一。世纪下半叶,中国也还是仅次于印度的第二老年人口大国。而且,中国老龄化发展迅速,岁以上老年人占总人口的比例从ヌ嵘ィ⒋锕家大