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基于在线ZMP校正的下肢外骨骼上楼梯步态规划 被引量:9

Gait Planning of Lower Extremity Exoskeleton Climbing Stair based on Online ZMP Correction
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摘要 为提高下肢外骨骼机器人上楼梯的稳定性,合理的步态规划与误差校正是至关重要的两个方面,为此,提出一种上楼梯过程中零力矩点(ZMP)的在线校正方法。首先,建立下肢上楼梯的运动模型,并进行运动学分析,利用5次B样条曲线进行下肢关节轨迹规划。其次,针对由穿戴过程中人不稳定扰动作用造成的实际与规划ZMP轨迹之间的较大误差,采用在线ZMP校正进行调节。最后,通过仿真和实际实验证明,这种在线校正能够明显减小机器人的ZMP误差,提高机器人ZMP的稳定裕度,保证下肢机器人系统的整体稳定性。 In order to improve the stability of the lower extremity exoskeleton robot climbing the stair,the reasonable gait planning and error correction are two important aspects. To this end,an online correction method of zero moment point(ZMP) during the stair step is proposed. Firstly,the movement model of the lower limbs climbing the stairs is established,the kinematics analysis is performed,and the lower limb joint trajectory planning is performed by using the 5 times B-spline curves. Secondly,the online ZMP correction is used to adjust for large errors between the actual and planned ZMP trajectories caused by unstable disturbances in the wear process. Finally,through simulation and actual experiments,this online correction can significantly reduce the ZMP error of the robot,improve the stability margin of the robot ZMP,and ensure the overall stability of the lower limb robotsystem.
作者 于振中 姚锦涛 Yu Zhenzhong;Yao Jintao(Key Laboratory of Advanced Process Control for Light Industry of Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
出处 《机械传动》 北大核心 2020年第1期62-67,共6页 Journal of Mechanical Transmission
基金 国家自然科学基金(51405198) 中国博士后科学基金(166624) 江苏省自然科学基金(BK20130159)
关键词 下肢外骨骼机器人 零力矩点 步态规划 误差校正 Lower extremity exoskeleton robot ZMP Gait planning Error correction
  • 相关文献

参考文献9

二级参考文献78

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共引文献59

同被引文献93

引证文献9

二级引证文献9

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