基于GA-BFGS的六杆下肢康复机构设计

提出一种基于遗传-拟牛顿(GA-BFGS)混合算法的Watt-Ⅰ型六杆机构优化算法,并针对多自由度下肢康复机器人结构复杂、控制困难、造价昂贵等问题,设计了两种单自由度Watt-Ⅰ型六杆下肢康复机构.首先,由目标步态轨迹和Watt-Ⅰ型六杆机构运动学模型构造两种目标函数;然后,结合遗传算法全局搜索性和拟牛顿算法局部细致寻优的特点,使用GA-BFGS混合算法对目标函数进行迭代寻优,得到优化后的机构尺寸;最后,分别将两种下肢康复机构应用于下肢康复机器人,并对其进行了结构设计.结果表明:两种下肢康复机构都能较好地复现目标步态轨迹,一种侧重于复现其时序,另一种侧重于复现其形状,这验证了该算法对于Watt-Ⅰ型六杆机构轨迹综合问题的有效性.