基于小脑模型神经网络控制的步速跟随智能膝上假肢

目的:研究一种能够跟随健康腿步速控制的新型智能膝上假肢(Intelligent above knee prosthesis,IAKP)的控制机制及其实现方法。方法:首先对国内外IAKP的研究现状及控制机制进行分析,提出了一种新的利用健康腿信号控制假肢步态的方法,设计了基于小脑模型神经网络(Cerebellar model articulation controller,CMAC)控制器的微电脑膝关节系统及相应的实验装置。结果:步态跟随IAKP的控制可通过基于CMAC的PD监督控制实现步速跟随,并配合基于规则的专家控制来识别行走模式。这种控制方法具有动态记忆和快速随动控制能力,可实现假肢对健康腿步速的实时跟踪。结论:基于CMAC控制的IAKP可对健康腿步态进行快速识别与跟踪,为进一步研制健康腿步态跟随控制新型IAKP提供了理论与实验基础。

异构双腿机器人步态规划与控制实现

为了给智能仿生腿的开发提供一个理想的研究平台,提出了异构双腿行走机器人(BRHL)这一全新的类人机器人模式.首先阐述了BRHL的概念及研究意义,然后基于分割建模思想给出了BRHL的协调动力学模型.提出了修正的Sigmoid磁流变阻尼器建模方法并进行了实验建模.详细阐述了基于步态跟随的BRHL步态规划方法并进行了仿真.最后给出了BRHL的控制系统设计,利用Pro/E,ADAMS及MATLAB/Simulink对BRHL进行了虚拟样机联合控制仿真.仿真结果表明,基于MR阻尼器控制的仿生腿能够很好地实现对人工腿的步态跟随.

用磁流变阻尼器控制异构双腿机器人的仿真研究

介绍了磁流变阻尼器在异构双腿行走机器人中的新应用。首先给出了仿生腿选用MR阻尼器的依据,建立了修正的Sigmoid阻尼器模型;然后对阻尼器安装位置进行了优化;最后对BRHL进行了步态跟随优化及迭代学习控制仿真。结果表示,基于MR阻尼器控制的仿生腿能够很好的实现对人工腿的步态跟随,具有较好的仿人特性。

全向性轮组驱动的行走能力康复助行车设计

基于全向性轮组驱动对行走能力康复助行车进行设计研究。通过分析康复者的身体尺寸对结构进行优化,通过激光测距传感器阵列及有关算法建立实现助行车跟随功能,利用计算机辅助设计、样机模型试验和控制阈值优化等方法对结构功能进行优化设计,使助行车具有简单易用、异常监测和多终端处理的特点,最大适应国内康复机构特点,为康复助行车产品设计提供样例参考。