基于人机交互的负重型下肢外骨骼关键技术研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-25页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 下肢外骨骼国内外研究现状 | 第12-19页 |
| 1.3 下肢外骨骼人机交互关键技术分析 | 第19-22页 |
| 1.3.1 运动学匹配问题 | 第21页 |
| 1.3.2 动力学匹配问题 | 第21-22页 |
| 1.3.3 认知交互问题 | 第22页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第22-25页 |
| 第2章 下肢外骨骼步态模型研究 | 第25-39页 |
| 2.1 人体下肢生物力学与步态研究 | 第25-31页 |
| 2.1.1 人体下肢运动学 | 第26-30页 |
| 2.1.2 人体步行模型 | 第30-31页 |
| 2.2 下肢外骨骼设计模型研究 | 第31-36页 |
| 2.2.1 关节-关节型设计模型 | 第31-33页 |
| 2.2.2 弹簧负载倒立摆设计模型 | 第33-36页 |
| 2.3 负重型下肢外骨骼的设计目标 | 第36-38页 |
| 2.3.1 机械结构 | 第36-37页 |
| 2.3.2 关节执行器 | 第37-38页 |
| 2.3.3 传感与控制策略 | 第38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 下肢外骨骼欠驱动结构优化分析 | 第39-57页 |
| 3.1 下肢外骨骼结构类型与设计挑战 | 第39-44页 |
| 3.1.1 下肢外骨骼结构类型 | 第39-40页 |
| 3.1.2 下肢外骨骼设计中的挑战 | 第40-44页 |
| 3.2 自适应欠驱动结构设计 | 第44-49页 |
| 3.3 自适应欠驱动结构的构形分析 | 第49-53页 |
| 3.4 自适应欠驱动优化结构的性能分析 | 第53-56页 |
| 3.4.1 运动空间分析 | 第53-55页 |
| 3.4.2 承载能力分析 | 第55-56页 |
| 3.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 第4章 外骨骼关节柔顺控制方法研究 | 第57-72页 |
| 4.1 现有的关节柔顺控制方法 | 第57-62页 |
| 4.1.1 主动柔顺控制 | 第57-59页 |
| 4.1.2 被动柔顺控制 | 第59-62页 |
| 4.2 可控刚度柔性驱动方法研究 | 第62-68页 |
| 4.2.1 可控刚度执行器概况 | 第62-66页 |
| 4.2.2 可控刚度执行器的分类 | 第66-68页 |
| 4.3 可控刚度执行器模型分析 | 第68-71页 |
| 4.3.1 可控刚度执行器模型 | 第68-69页 |
| 4.3.2 可控刚度执行器控制性能分析 | 第69-71页 |
| 4.4 本章小结 | 第71-72页 |
| 第5章 外骨骼传感与控制策略研究 | 第72-91页 |
| 5.1 人机系统认知交互关系 | 第72-74页 |
| 5.2 外骨骼传感技术研究 | 第74-76页 |
| 5.3 外骨骼运动控制策略研究 | 第76-79页 |
| 5.4 生物关节变刚度控制 | 第79-80页 |
| 5.5 基于状态机的主被动混合运动控制策略 | 第80-90页 |
| 5.5.1 人机系统步态状态机 | 第82-83页 |
| 5.5.2 类被动支撑相控制模式 | 第83页 |
| 5.5.3 基于地面支反力的主动支撑相控制模式 | 第83-86页 |
| 5.5.4 摆动相零扭矩控制 | 第86页 |
| 5.5.5 主被动混合控制策略仿真研究 | 第86-90页 |
| 5.6 本章小结 | 第90-91页 |
| 第6章 可控刚度膝关节执行器研究 | 第91-107页 |
| 6.1 负重型下肢外骨骼膝关节执行器设计 | 第91-94页 |
| 6.1.1 现有关节驱动方式的比较 | 第91-93页 |
| 6.1.2 负重型下肢外骨骼膝关节的设计要求 | 第93-94页 |
| 6.2 单向可控刚度液压执行器的系统构成 | 第94-99页 |
| 6.2.1 动力控制模块 | 第94-97页 |
| 6.2.2 刚度调节模块 | 第97-99页 |
| 6.3 单向可控刚度液压执行器控制方法研究 | 第99-106页 |
| 6.3.1 关节刚度控制 | 第100-102页 |
| 6.3.2 关节扭矩控制 | 第102-106页 |
| 6.4 本章小结 | 第106-107页 |
| 第7章 试验样机与数据分析 | 第107-130页 |
| 7.1 外骨骼试验样机 | 第107-117页 |
| 7.1.1 试验样机的机械结构 | 第108-110页 |
| 7.1.2 试验样机的传感与控制系统 | 第110-117页 |
| 7.1.3 试验样机的控制软件 | 第117页 |
| 7.2 试验研究与数据分析 | 第117-129页 |
| 7.2.1 试验研究内容和目的 | 第117-118页 |
| 7.2.2 单向可控刚度液压执行器试验研究 | 第118-125页 |
| 7.2.3 负重型下肢外骨骼步行试验研究 | 第125-129页 |
| 7.3 本章小结 | 第129-130页 |
| 第8章 结论与展望 | 第130-132页 |
| 8.1 本文主要研究内容和结论 | 第130页 |
| 8.2 本文创新点 | 第130-131页 |
| 8.3 研究展望 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-146页 |
| 致谢 | 第146-147页 |
| 攻读博士期间发表的论文和专利 | 第147-148页 |
