双下肢建模与运动控制研究

人体下肢行走为周期性规律运动,研究行走的步态特征对双足行走机器人步态规划以及动力型假肢运动控制都有很大的借鉴意义.利用VICON人体三维运动捕捉系统采集平地行走髋关节与膝关节的运动信息并进行分析.将人体简化为刚体模型,借助CAD软件Solidworks进行人体建模,利用COSMOS Motion插件进行下肢运动学分析.搭建双下肢运动平台,直流伺服电机作为驱动髋关节与膝关节运动的动力装置,通过对人体膝关节和髋关节角度信号的控制,最终达到模拟人腿的步态行走.

双下肢控制平台的设计与研究

为了测试假肢的性能,本文设计了下肢运动平台,平台的主要构成部分是四个直流电机,4个伺服驱动器,一个控制板卡和一台电脑.根据仿生学将他们连接起来,并以固高控制卡为控制核心,以髋关节和膝关节的角度信号作为下肢平台的运动控制信号,在VC环境下编程控制电机,通过四轴同步刷新的方法控制平台运动,使平台在运动过程中比之前更加协调.