| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 1 绪论 | 第7-19页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第7-8页 |
| 1.2 下肢外骨骼机械系统研究进展 | 第8-12页 |
| 1.3 下肢外骨骼控制策略研究进展 | 第12-17页 |
| 1.3.1 步态康复用外骨骼控制策略 | 第12-14页 |
| 1.3.2 运动辅助用外骨骼控制策略 | 第14-16页 |
| 1.3.3 力量扩展用外骨骼控制策略 | 第16-17页 |
| 1.4 实验室已有下肢外骨骼机器人及本文研究内容 | 第17-19页 |
| 2 机械结构改进设计 | 第19-34页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 人体关节运动概述 | 第19-21页 |
| 2.3 机械机构改进 | 第21-24页 |
| 2.3.1 整体改进设计方案 | 第21-22页 |
| 2.3.2 大小腿以及腰部可调节设计 | 第22-23页 |
| 2.3.3 腰托靠背及绑带连接件设计 | 第23页 |
| 2.3.4 膝关节限位设计 | 第23页 |
| 2.3.5 驱动电机选择 | 第23-24页 |
| 2.4 外骨骼运动模型 | 第24-27页 |
| 2.5 基于牛顿-欧拉机器人动力学分析 | 第27-29页 |
| 2.5.1 计算各关节的角速度 | 第27-28页 |
| 2.5.2 计算各关节的角加速度 | 第28页 |
| 2.5.3 计算各转动关节的线加速度 | 第28页 |
| 2.5.4 计算各杆件的质心线加速度 | 第28页 |
| 2.5.5 计算各杆件上所受的力 | 第28-29页 |
| 2.5.6 计算各杆件上所受的力矩 | 第29页 |
| 2.5.7 计算关节驱动器上的力矩 | 第29页 |
| 2.6 基于ADAMS的机械结构仿真分析 | 第29-33页 |
| 2.6.1 在ADAMS中进行模型初始化 | 第30页 |
| 2.6.2 为下肢助力外骨骼添加约束 | 第30-31页 |
| 2.6.3 为下肢助力外骨骼添加驱动函数 | 第31-32页 |
| 2.6.4 仿真结果 | 第32-33页 |
| 2.7 本章小结 | 第33-34页 |
| 3 控制系统设计 | 第34-45页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 外骨骼控制系统总体设计 | 第34-35页 |
| 3.3 外骨骼电机控制板设计 | 第35-37页 |
| 3.4 外骨骼传感器信息采集板设计 | 第37-43页 |
| 3.4.1 编码器介绍及其软件控制程序 | 第38-39页 |
| 3.4.2 足底压力传感器介绍及其软件控制程序 | 第39-41页 |
| 3.4.3 拉杆式直线位移传感器介绍及软件控制程序 | 第41-42页 |
| 3.4.4 加速度传感器介绍及软件控制程序 | 第42-43页 |
| 3.5 总体控制程序 | 第43-44页 |
| 3.6 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 人机协调控制算法及穿戴实验 | 第45-56页 |
| 4.1 引言 | 第45页 |
| 4.2 基于比例切换函数的滑模控制 | 第45-46页 |
| 4.3 ADAMS与Simulink协同仿真 | 第46-51页 |
| 4.3.1 ADAMS软件中外骨骼样机设置 | 第48-50页 |
| 4.3.2 Simulink软件中建立算法模型 | 第50-51页 |
| 4.4 仿真结果分析 | 第51-53页 |
| 4.5 穿戴实验 | 第53-55页 |
| 4.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 5 总结与展望 | 第56-58页 |
| 5.1 本文研究工作内容 | 第56页 |
| 5.2 展望 | 第56-58页 |
| 参考文献 | 第58-61页 |
| 个人简介 | 第61-62页 |
| 导师简介 | 第62-63页 |
| 获得成果目录 | 第63-64页 |
| 致谢 | 第64页 |