文档介绍：分类号: 密级: U D C : 编号: 工学博士学位论文多功能助行机器人机构研究博士研究生:白大鹏指导教师:张立勋教授学位级别:工学博士学科、专业:机械电子工程所在单位:机电工程学院论文提交日期:2013年3月13日论文答辩日期:2013年6月7日学位授予单位:哈尔滨工程大学 Classified Index: : A Dissertation for the Degree of Research onMechanismofMultifunctional Walking Assistance Robot Candidate:BaiDapeng Supervisor:Prof. ZhangLixun Academic Degree Applied for:Doctor of Engineering Specialty:Mechanical and Electrical Engineering Date of Submission:Mar. 13, 2013 Date of Oral Examination:, 2013 University:Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明: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、数据和文献的引用已在文中指出,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明的法律结果由本人承担。作者(签字): 日期: 年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明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。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字): 日期: 年月日年月日多功能助行机器人机构研究摘要我国除了肢体残疾人中大部分需要使用轮椅代步外,部分老年人也依靠轮椅代步。这些残疾人和老年人由于长期使用轮椅,极容易产生压疮、下肢骨质疏松和肌肉萎缩等并发症,严重的甚至能危及生命。目前在许多养老院、社区、医院等单位建立了辅助残障人和老年人进行康复训练的专用活动场所,但是,这些场所缺乏可以把人从其乘坐的轮椅上转成站立姿态进行站立或者行走训练的设备。因此,急需既具有站立架功能,又能在坐姿、站姿和行走时对下肢进行被动训练的多功能康复装置。助行康复机器人的主要作用是为使用者提供智能的行走辅助,进而维持、甚至强化他们的行走能力,使他们能摆脱正常人的搀扶,安全独立的行走,并不是作为一个代步工具,取代他们的行走功能。助行机器人相较于传统的非智能助行设备来说,功能更为丰富,安全性、舒适性更高。所以,研制能够协助老年人及残疾人进行起坐康复训练、行走康复训练等多方面服务的机器人,对促进我国康复医学的发展,具有重要意义。论文是在国家高技术发展计划(863计划)重点项目:多功能助行康复机器人(2008AA040203)的资助下,针对如何利用助行康复机器人,帮助无力自主行走的老年人以及具有下肢行走障碍的残疾人进行起坐训练和助行训练的问题,在助行机器人机构方案和驱动控制方案、助行机构的运动规划、起坐机构分析、辅助行走过程人机系统动力学等方面进行了较深入的理论分析和实验研究。综述了国内外助行康复机器人及相关领域的研究现状,对现有助行康复机器人的机构、驱动方式、工作原理进行分析和对比的基础上,依据康复医学理论,提出一种被动式助行机器人的结构方案,阐述机构的特点及其工作原理,设计机器人的驱动控制方案, 并研制多功能助行康复机器人样机。根据实验测得的人体行走步态信息及助行训练要求,对助行机构进行参数优化。利用D-H法对助行机构进行正、逆运动学分析,建立相应的运动学模型。通过机构仿真工具包SimMechanics中的仿真模块建立助行机构的运动学仿真模型,验证助行机构运动学分析的正确性,得到助行机构的工作空间。并对双侧助行机构进行协调运动规划和仿真分析。采用D-H法对人体站立过程进行运动学分析,得到站立过程臀部的运动轨迹。建立基于SimMechanics的起坐机构运动学及动力学仿真模型,