下肢康复用外骨骼机器人结构设计与仿真分析
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-22页 |
| 1.1 课题来源 | 第9页 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 | 第9-10页 |
| 1.3 国内外下肢外骨骼机器人研究现状 | 第10-18页 |
| 1.3.1 国外下肢外骨骼机器人研究现状 | 第10-16页 |
| 1.3.2 国内下肢外骨骼机器人研究现状 | 第16-18页 |
| 1.4 本文研究内容、技术路线及章节安排 | 第18-21页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第18-19页 |
| 1.4.2 技术路线 | 第19-20页 |
| 1.4.3 本文的章节安排 | 第20-21页 |
| 1.5 本章小结 | 第21-22页 |
| 第二章 人体下肢运动机理研究 | 第22-36页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 人体下肢结构解剖研究 | 第22-27页 |
| 2.2.1 解剖学相关术语 | 第22-24页 |
| 2.2.2 人体下肢骨骼和关节 | 第24-27页 |
| 2.3 人体下肢步态理论研究 | 第27-32页 |
| 2.3.1 人体下肢步态特征分析 | 第27-29页 |
| 2.3.2 基于OpenSim的人体下肢步态仿真 | 第29-32页 |
| 2.4 人体起立坐下运动理论研究 | 第32-35页 |
| 2.4.1 人体起立运动过程 | 第32-34页 |
| 2.4.2 人体坐下运动过程 | 第34页 |
| 2.4.3 人体起立坐下运动过程结果分析 | 第34-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 下肢康复用外骨骼机器人的结构设计 | 第36-57页 |
| 3.1 引言 | 第36-37页 |
| 3.2 下肢外骨骼机器人整体结构的基本参数 | 第37-40页 |
| 3.2.1 自由度分析 | 第37页 |
| 3.2.2 外骨骼机器人整体结构尺寸 | 第37-39页 |
| 3.2.3 下肢外骨骼机器人各关节转角范围 | 第39-40页 |
| 3.3 驱动机构的设计 | 第40-49页 |
| 3.3.1 动力源方式 | 第40-41页 |
| 3.3.2 动力源选型 | 第41-42页 |
| 3.3.3 驱动机构方案的确定 | 第42-45页 |
| 3.3.4 驱动机构参数的确定 | 第45-48页 |
| 3.3.5 驱动机构三维模型的建立 | 第48-49页 |
| 3.4 相关结构的设计 | 第49-53页 |
| 3.4.1 踝关节及脚板结构的设计 | 第49-50页 |
| 3.4.2 背包系统结构的设计 | 第50-51页 |
| 3.4.3 杆件调节结构的设计 | 第51页 |
| 3.4.4 膝关节挡板结构的设计 | 第51-52页 |
| 3.4.5 智能拐杖结构的设计 | 第52-53页 |
| 3.5 绑缚机构的设计 | 第53-55页 |
| 3.6 外骨骼机器人整体三维模型 | 第55-56页 |
| 3.7 本章小结 | 第56-57页 |
| 第四章 基于Adams的虚拟样机仿真分析 | 第57-82页 |
| 4.1 引言 | 第57-58页 |
| 4.2 构建虚拟样机 | 第58-62页 |
| 4.2.1 导入外骨骼机器人模型 | 第58-59页 |
| 4.2.2 构建“穿戴者”模型 | 第59-60页 |
| 4.2.3 运动副和驱动设置 | 第60-62页 |
| 4.2.4 质量分布设置 | 第62页 |
| 4.3 起立坐下运动仿真分析 | 第62-71页 |
| 4.3.1 坐下仿真分析准备 | 第63-65页 |
| 4.3.2 坐下过程运动学仿真分析 | 第65-67页 |
| 4.3.3 坐下过程动力学仿真分析 | 第67-69页 |
| 4.3.4 动力学仿真结果的静态验算 | 第69-71页 |
| 4.4 穿戴行走运动仿真分析 | 第71-81页 |
| 4.4.1 穿戴行走仿真分析的准备工作 | 第72-74页 |
| 4.4.2 穿戴行走运动学仿真分析 | 第74-78页 |
| 4.4.3 穿戴行走动力学仿真分析 | 第78-81页 |
| 4.5 本章小结 | 第81-82页 |
| 第五章 外骨骼机器人样机穿戴实验测试 | 第82-95页 |
| 5.1 引言 | 第82页 |
| 5.2 外骨骼机器人样机的组成 | 第82-83页 |
| 5.3 机械系统的展示 | 第83-85页 |
| 5.4 外骨骼机器人控制系统 | 第85-90页 |
| 5.4.1 外骨骼机器人样机控制系统运行原理 | 第85-86页 |
| 5.4.2 系统核心控制器 | 第86-88页 |
| 5.4.3 电机控制器 | 第88-89页 |
| 5.4.4 传感器系统 | 第89-90页 |
| 5.4.5 下肢外骨骼机器人的控制策略 | 第90页 |
| 5.5 穿戴实验测试 | 第90-94页 |
| 5.5.1 正常人穿戴实验测试 | 第90-93页 |
| 5.5.2 下肢残障人士穿戴实验测试 | 第93-94页 |
| 5.6 本章小结 | 第94-95页 |
| 第六章 总结与展望 | 第95-97页 |
| 6.1 总结 | 第95页 |
| 6.2 展望 | 第95-97页 |
| 致谢 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-101页 |
