仿生膝关节虚拟样机与协同仿真方法研究

设计用于仿人机器人的四连杆封闭链膝关节。以仿生膝关节研发为实例,提出用虚拟样机协同仿真进行系统仿真。研究用Pro/E,ADAMS和Simulink相联合的组织内部协同仿真方法。建立了四连杆仿生膝关节和机器人腿虚拟样机,并详细给出异构层次化模型协作方法和迭代学习控制协同仿真方法,进行了仿真实验。虚拟样机协同仿真方法面向多领域,可避免复杂的人工建模和求解过程,仿真逼真且接近实际系统,为四连杆仿生膝关节提供好的研究方法。

基于Pro/Mechanism的仿生膝关节优化设计与运动仿真研究

设计了用于数字化三维人体模型或假肢的四连杆膝关节,为了达到理想的运动效果,以膝机构瞬心坐标实际值与理想值之差最小,即膝机构的实际瞬心曲线与理想的膝关节瞬心轨迹相一致为目标函数,在五维设计空间中求得一组最优解,利用Pro/E具有几何约束和尺寸驱动等参数化设计功能,无需进行烦琐复杂的公式推导即可建立满足约束要求的数学模型,并应用Pro/E的多目标设计研究功能求得满足运动要求的杆件参数,在此基础上进行膝关节机构的三维造型及装配,进而在Pro/Mechanism环境下对仿生膝关节杆机构进行运动仿真。