文档介绍：摘  要 
摘要
近年来随着全球范围内人口老年化趋势日益加剧,可穿戴型助力机器人已
经成为重点的研究领域之一,膝关节助力机器人作为可穿戴型助力机器人的重要
组成部分,科学家对其技术的开发和研究已经取得巨大的进步。膝关节助力机器
人将环境感知和多传感器信息融合和运动控制等多种功能集于一身,是典型的人
机一体化系统。当人穿上膝关节助力机器人时,机器人在人的智力指导下为人的
行走提供助力从而扩展了人的运动能力和活动范围。
在国家自然科学基金“可穿戴型智能助力机器人技术研究”的资助下,本
文采用假想柔顺控制策略和 PID 控制算法,实现了膝关节助力机器人为人提供助
力的目的。具体内容包括:
,考虑到人腿和外骨骼机器人是捆绑在一起的,
因此可以将人腿的质量转移到机器人的连杆之上,又根据左右两条腿的对称性,
只需要为人机系统的左腿或者右腿建立一个二连杆动力学模型,得到其动力学方
程,并且利用 ADAMS 软件对其进行仿真分析,为机械设计优化提供了参考,同时
也为系统的运动控制算法提供了仿真实验依据。
,采用多传感器数据
融合的方法来判断人的运动意图和人腿的运动状态,采用假想柔顺控制策略由作
用力求出膝关节的转动方向和转速,采用增量式PID 算法对直流电机进行精确的
控制,从而实现为人的步行提供助力的目的。
,以便于从机械设
计和控制算法两个方面对机器人进行整体优化。利用表面肌电信号(sEMG)对膝
关节机器人的助力效果进行评估,结果表明了假想柔顺控制策略和PID 控制算法
的有效性。
关键词:膝关节机器人假想柔顺控制动力学分析 PID 控制表面肌电信号
(sEMG)
 
 
 
I
Abstract
Abstract
In recent years the population astogeny tendency is getting ever more acute on
the global scale, the wearable power assist robot is a key research field. The wearable
knee power assist robot (WKPAR) is one of important constituent parts of the
wearable power assist robot,so scientists have made great progress in its technology
development and research. The WKPAR integrates environmental awareness,
multi-sensor information fusion and motion control. It is a typical man-machine
system. When people put on the WKPAR, the robot provides power assist for the
person under his intelligence to expand people’s motion ability and volume of
activity.
Supported by the National Nature Science Foundation of China
“technology of the wearable intelligent power assist robot”, this thesis adopts
the pliance control strategy and PID control algorithm in order to
realize the WKPAR to provide power assist for the person. The main contents
are as follows:
1. By analyzing the characteristic of the legs motion, considering the human’s
legs and the exoskeleton robot legs tied together as a whole, so the quality of the
hum