期刊文献+
共找到14篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
基于人机5杆模型的下肢外骨骼系统设计 被引量:25
1
作者 杨巍 张秀峰 +1 位作者 杨灿军 吴海杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期430-435,444,共7页
针对日益增多的脑卒中病人和脊椎损伤病人康复训练需求,分析了人体下肢驱动自由度,设计出一种基于跑步机上行走训练的下肢外骨骼系统,将康复理疗师的训练经验与机器人的大功率以及可重复操作性集成于一体.利用人机耦合系统5杆模型,建立... 针对日益增多的脑卒中病人和脊椎损伤病人康复训练需求,分析了人体下肢驱动自由度,设计出一种基于跑步机上行走训练的下肢外骨骼系统,将康复理疗师的训练经验与机器人的大功率以及可重复操作性集成于一体.利用人机耦合系统5杆模型,建立动力学方程并推导出髋、膝关节驱动力矩,为对应关节的驱动电机选型提供参考依据.为了获取正常人体在跑步机上行走的步态,利用光学动作捕捉系统采集正常人体在跑步机上行走时的特征点数据,结合人机耦合系统5杆模型推导出髋、膝关节角度值,作为患者在跑步机上康复训练的标准步态的参考.通过患者康复训练临床实验,验证了系统的可行性与可靠性,其实验结果与患者实际病情相符合.该外骨骼系统为脑卒中病人提供了一种科学的康复训练平台. 展开更多
关键词 下肢康复 外骨骼 机器人 人机耦合系统
下载PDF
人体外骨骼服技术综述 被引量:14
2
作者 张向刚 秦开宇 石宇亮 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第8期1-6,共6页
人体外骨骼系统是一种穿戴在操作者身体外部的,融入了先进控制、信息、机械等技术的人机电系统,最终实现了力量的增强和感官的延伸。其研究将大大促进机器人技术、认知科学、医学等学科的发展,在抢险救灾、家庭护理等诸多方面具有广阔... 人体外骨骼系统是一种穿戴在操作者身体外部的,融入了先进控制、信息、机械等技术的人机电系统,最终实现了力量的增强和感官的延伸。其研究将大大促进机器人技术、认知科学、医学等学科的发展,在抢险救灾、家庭护理等诸多方面具有广阔的应用前景,因此具有重要的科学理论意义和应用价值。首先介绍了人体外骨骼系统在国内外的发展和研究现状,然后简介了其基本功能结构和工作原理,接着阐述了实现外骨骼系统所涉及的主要关键技术,包括:仿生机械结构、人机接口、随动控制、驱动机构和能源系统技术等,并介绍了一些相关的新兴研究方向。 展开更多
关键词 人体外骨骼 人机耦合
下载PDF
基于外骨骼技术的舱外作业下肢运动能力增强技术 被引量:2
3
作者 张向刚 秦开宇 +2 位作者 张羿 石宇亮 王浩 《载人航天》 CSCD 2015年第4期418-424,共7页
针对未来航天活动中航天员面对的在复杂环境下携带大量载荷进行长时间、大范围舱外作业的需求对航天员舱外运动能力要求较高的背景,阐述了一种基于外骨骼技术的舱外作业下肢运动能力增强技术,介绍的外骨骼系统包括仿形机械结构分系统、... 针对未来航天活动中航天员面对的在复杂环境下携带大量载荷进行长时间、大范围舱外作业的需求对航天员舱外运动能力要求较高的背景,阐述了一种基于外骨骼技术的舱外作业下肢运动能力增强技术,介绍的外骨骼系统包括仿形机械结构分系统、执行机构分系统、能源分系统、感知分系统和控制分系统,还重点介绍了动力学分析与建模、运动状态和运动意图感知、实时控制等关键技术,并通过地面实验数据和仿真证明了这种方法的有效性。 展开更多
关键词 航天服 外骨骼 人机耦合
下载PDF
基于OpenSim人机耦合仿真的外骨骼设计方法 被引量:5
4
作者 范子珍 罗睿铭 +1 位作者 戴瑞 孙守迁 《机械设计》 CSCD 北大核心 2022年第3期123-129,共7页
针对传统外骨骼研发中普遍忽略外骨骼对人体作用的缺陷,提出一种基于OpenSim开源生物力学仿真平台的外骨骼设计方法,以提高外骨骼的安全性和有效性。将外骨骼机械本体嵌入人体肌肉骨骼模型中进行耦合仿真,分析在外骨骼助力下人体特定部... 针对传统外骨骼研发中普遍忽略外骨骼对人体作用的缺陷,提出一种基于OpenSim开源生物力学仿真平台的外骨骼设计方法,以提高外骨骼的安全性和有效性。将外骨骼机械本体嵌入人体肌肉骨骼模型中进行耦合仿真,分析在外骨骼助力下人体特定部位关节肌肉的状态;在仿真平台中修改外骨骼的结构参数,观察其对人体助力的影响,不断迭代改进,最终得到外骨骼产品;以踝关节保护器为例,阐述外骨骼设计方法的流程。仿真分析结果表明:使用该方法设计的踝关节保护器能使人在30°斜坡上竖直着陆时脚踝距下关节内翻角度减小34%。 展开更多
关键词 人机融合 外骨骼 耦合仿真 肌肉骨骼模型 生物力学
下载PDF
下肢步行康复训练机器人的人-机耦合力检测 被引量:3
5
作者 沈林勇 章亚男 +2 位作者 钱晋武 徐柳伶 文忠 《电子测量技术》 2012年第12期14-18,共5页
针对患者主动参与的步行康复训练,利用牛顿-欧拉法建立了患者与外骨骼机械腿的动力学模型,推导出提取患者下肢主动力的简化模型。在此基础上,设计了用于测量人-机耦合力的装置,并在实验样机上进行了加载3组不同质量产生的惯性作用耦合... 针对患者主动参与的步行康复训练,利用牛顿-欧拉法建立了患者与外骨骼机械腿的动力学模型,推导出提取患者下肢主动力的简化模型。在此基础上,设计了用于测量人-机耦合力的装置,并在实验样机上进行了加载3组不同质量产生的惯性作用耦合力的在线测量实验和一个步态周期内加载了3组患者模拟主动作用力的测量实验,获得了最大标准差为0.208N实验结果数据。实验数据表明,该装置能满足用于在线测量人-机耦合力的测量精度要求,以及康复训练中基于动力学模型的患者主动作用力测量的可行性,该测量方法和装置为实现下肢步行康复训练机器人的患者主动参与康复运动的外骨骼机械腿的主动控制建立了基础。 展开更多
关键词 外骨骼机械腿 动力学建模 人-机耦合力 力测量
下载PDF
骨骼服神经网络灵敏度放大控制方法 被引量:2
6
作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 杨秀霞 顾文锦 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期824-829,共6页
针对骨骼服是一个多刚体、多自由度的非线性系统,想要建立其准确的数学模型十分困难的缺点,采用BP网络建立骨骼服的动力学模型,简化了模型的建立过程,提出了一种神经网络灵敏度放大方法,并通过Matlab的Simulink和SimMechanics工具进行... 针对骨骼服是一个多刚体、多自由度的非线性系统,想要建立其准确的数学模型十分困难的缺点,采用BP网络建立骨骼服的动力学模型,简化了模型的建立过程,提出了一种神经网络灵敏度放大方法,并通过Matlab的Simulink和SimMechanics工具进行了仿真,仿真结果说明了方法的可行性。 展开更多
关键词 自动控制技术 机器人学 骨骼服 人机结合 神经网络 灵敏度控制
下载PDF
航空装配抗振外骨骼减振器参数设计 被引量:1
7
作者 陈俞鹏 王海波 吴小笛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期663-669,共7页
利用双直角坐标法求解抗振外骨骼辅助铆接的人机耦合力学模型,根据拉格朗日原理建立铆接工具水平方向和垂直方向的运动微分方程,得到影响抗振外骨骼减振性能的减振器参数。基于人机耦合力学模型和现有外骨骼样机参数,以标准正交表L 16(... 利用双直角坐标法求解抗振外骨骼辅助铆接的人机耦合力学模型,根据拉格朗日原理建立铆接工具水平方向和垂直方向的运动微分方程,得到影响抗振外骨骼减振性能的减振器参数。基于人机耦合力学模型和现有外骨骼样机参数,以标准正交表L 16(45)设计5因素4水平的正交仿真试验,分析减振器参数对抗振外骨骼减振性能的影响。ADAMS仿真试验结果表明:减振器参数对水平方向力F x和合力均值μF影响显著,而对竖直方向力F y影响较小;减振器参数对F x的影响显著性排序为:l 1>c 2>k 1>k 2>c 1,对μF的影响显著性排序为:l 1>c 2>k 2>k 1>c 1;减振器安装位置l 1是F x和μF的主要影响因素,试验范围内的最佳参数组合为l 1(4)k 1(4)k 2(4)c 1(4)c 2(4)。试验结果确定了减振器参数对减振性能的影响,为减振器参数设计及类似的减振结构设计提供参考依据。 展开更多
关键词 减振器参数设计 人机耦合力学模型 正交仿真试验 ADAMS仿真 航空装配抗振外骨骼
下载PDF
基于人体运动能力的下肢外骨骼支撑相阻抗自调整控制方法研究 被引量:5
8
作者 陈建华 李烨 +1 位作者 王琦 穆希辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1201-1209,共9页
针对支撑相期间下肢助力外骨骼机器人阻抗控制拟人性、柔顺性不足的问题,开展基于人体运动能力的下肢外骨骼支撑相阻抗自调整控制方法研究。通过下肢刚度特性试验测定支撑相不同阶段人体的刚度特性,分析了外骨骼阻抗与驱动器阻抗之间的... 针对支撑相期间下肢助力外骨骼机器人阻抗控制拟人性、柔顺性不足的问题,开展基于人体运动能力的下肢外骨骼支撑相阻抗自调整控制方法研究。通过下肢刚度特性试验测定支撑相不同阶段人体的刚度特性,分析了外骨骼阻抗与驱动器阻抗之间的非线性变化规律;设计了一种基于人体运动能力的外骨骼支撑相阻抗自调整控制系统,通过重力补偿和系统摩擦力辨识确保阻抗自调整的准确实施,并进行了仿真与试验验证。结果表明:阻抗自调整控制方法能够确保外骨骼较好地跟随预设位移曲线,满足支撑相外骨骼不同阶段的柔顺需求;所得成果可为改善外骨骼行走人机耦合性、研究完整行走步态外骨骼柔顺控制提供支撑。 展开更多
关键词 下肢外骨骼 支撑相 阻抗自调整 人体运动能力 人机耦合
下载PDF
基于ADAMS下肢外骨骼刚柔耦合分析及仿真 被引量:5
9
作者 蔡玉强 李赐恩 《机械工程与自动化》 2019年第6期69-71,73,共4页
为了达到人体下肢康复的目的,对人体下肢外骨骼的周期步态进行研究。采用SolidWorks软件对人体下肢外骨骼进行三维建模,利用ADAMS和ANSYS软件对人体下肢外骨骼进行刚柔耦合动力学联合仿真,验证了模型的准确性,得出柔性比刚性更为符合人... 为了达到人体下肢康复的目的,对人体下肢外骨骼的周期步态进行研究。采用SolidWorks软件对人体下肢外骨骼进行三维建模,利用ADAMS和ANSYS软件对人体下肢外骨骼进行刚柔耦合动力学联合仿真,验证了模型的准确性,得出柔性比刚性更为符合人体的运动特点,并确定了耦合模型的危险应力节点,为人体腿部假肢和下肢外骨骼机器人电机的选型提供参考,也为下肢外骨骼的优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 人体下肢外骨骼 ADAMS ANSYS 刚柔耦合
下载PDF
Review of human–robot coordination control for rehabilitation based on motor function evaluation
10
作者 Di SHI Liduan WANG +3 位作者 Yanqiu ZHANG Wuxiang ZHANG Hang XIAO Xilun DING 《Frontiers of Mechanical Engineering》 SCIE CSCD 2022年第2期37-50,共14页
As a wearable and intelligent system, a lower limb exoskeleton rehabilitation robot can provide auxiliary rehabilitation training for patients with lower limb walking impairment/loss and address the existing problem o... As a wearable and intelligent system, a lower limb exoskeleton rehabilitation robot can provide auxiliary rehabilitation training for patients with lower limb walking impairment/loss and address the existing problem of insufficient medical resources. One of the main elements of such a human–robot coupling system is a control system to ensure human–robot coordination. This review aims to summarise the development of human–robot coordination control and the associated research achievements and provide insight into the research challenges in promoting innovative design in such control systems. The patients’ functional disorders and clinical rehabilitation needs regarding lower limbs are analysed in detail, forming the basis for the human–robot coordination of lower limb rehabilitation robots. Then, human–robot coordination is discussed in terms of three aspects: modelling, perception and control. Based on the reviewed research, the demand for robotic rehabilitation, modelling for human–robot coupling systems with new structures and assessment methods with different etiologies based on multi-mode sensors are discussed in detail, suggesting development directions of human–robot coordination and providing a reference for relevant research. 展开更多
关键词 human–robot coupling lower limb rehabilitation exoskeleton robot motor assessment dynamical model PERCEPTION
原文传递
穿戴式下肢外骨骼对人体步态特性的影响研究 被引量:6
11
作者 张峻霞 蔡运红 刘琪 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期785-794,共10页
本文拟探明穿戴式下肢外骨骼对人体下肢相应关节参数与肌肉运动学、动力学参数的影响变化,进而为优化其结构、提高其系统性能提供科学依据。本文通过采集受试者的行走数据,以人体下肢各关节在矢状面上的关节角度作为下肢外骨骼仿真分析... 本文拟探明穿戴式下肢外骨骼对人体下肢相应关节参数与肌肉运动学、动力学参数的影响变化,进而为优化其结构、提高其系统性能提供科学依据。本文通过采集受试者的行走数据,以人体下肢各关节在矢状面上的关节角度作为下肢外骨骼仿真分析的驱动数据,运用人体生物力学分析软件Anybody分别建立了人体模型(即未穿戴下肢外骨骼的人体模型)和人-机系统模型(即穿戴下肢外骨骼后的模型),并对比分析了两种情况下人体下肢运动时的运动学参数(关节力、关节力矩)及肌肉参数(肌肉力、肌肉激活程度、肌肉收缩速度、肌肉长度)的变化情况。实验结果表明,人体穿戴下肢外骨骼后行走的步态满足正常步态,但会出现个别肌肉力突增的现象;下肢主要肌肉的最大肌肉激活程度均未超过1,说明肌肉均未出现疲劳或损伤状况;股直肌的最大肌肉激活程度增加最多(0.456),半腱肌的最大肌肉激活程度增加最少(0.013),提示下肢外骨骼最容易引起股直肌疲劳或损伤。通过本文研究结果说明,为避免出现个别肌肉力突增导致人体下肢损伤,在设计下肢外骨骼时,要特别注意人体体段长与下肢外骨骼杆长的一致性和运动的平稳性。 展开更多
关键词 下肢外骨骼 步态 人机耦合
原文传递
基于人机耦合模型的上肢康复外骨骼闭环PD迭代控制方法 被引量:11
12
作者 王文东 肖孟涵 +3 位作者 孔德智 郭栋 袁小庆 张鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第21期11-21,共11页
针对多关节上肢外骨骼重复性康复训练非线性求解困难问题,提出了一种闭环PD迭代学习控制方法。基于人体工学确定了六自由度上肢外骨骼康复机械臂的参数、自由度配置与关节运动范围。以人机交互力为耦合方式,建立了基于牛顿-欧拉法的人... 针对多关节上肢外骨骼重复性康复训练非线性求解困难问题,提出了一种闭环PD迭代学习控制方法。基于人体工学确定了六自由度上肢外骨骼康复机械臂的参数、自由度配置与关节运动范围。以人机交互力为耦合方式,建立了基于牛顿-欧拉法的人机耦合模型,完成了人机耦合动力学模拟分析。基于迭代学习控制理论提出外骨骼康复机械臂的闭环PD迭代学习控制方法,通过建模仿真分析了肩关节/肘关节迭代学习控制的轨迹误差、人机交互力和驱动力矩。第三次迭代后的轨迹误差小于0.05 rad,PD迭代学习控制器的输出对系统控制进行了有效的补偿,提高了系统状态的稳定性。研制了六自由度上肢外骨骼康复机械臂样机,开展试验测试。试验结果表明,随着控制试验在迭代域上的运行,系统的输出向着期望的系统状态转化,所提出的迭代学习控制算法可以提高上肢外骨骼康复训练重复性运动的控制精度,进而提高人机交互性能。 展开更多
关键词 上肢外骨骼 人机耦合 康复训练 迭代控制方法
原文传递
蹲起时助力外骨骼驱动及人机耦合作用驱动补偿 被引量:4
13
作者 张铭奎 程文明 李怀仙 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期514-522,共9页
针对由于关节驱动特性不明而造成助力外骨骼蹲起不顺畅的问题,为增强人机交互性及助力外骨骼蹲起可靠性,对蹲起时助力外骨骼的关节驱动及人机耦合作用下的关节驱动补偿进行了研究.通过人体数据采集实验及非线性数据拟合,得到各关节运动... 针对由于关节驱动特性不明而造成助力外骨骼蹲起不顺畅的问题,为增强人机交互性及助力外骨骼蹲起可靠性,对蹲起时助力外骨骼的关节驱动及人机耦合作用下的关节驱动补偿进行了研究.通过人体数据采集实验及非线性数据拟合,得到各关节运动学方程.建立了蹲起时的人机耦合动力学模型,研究了关节驱动特征,发现膝关节的驱动特征及其波动性远大于踝关节和髋关节;膝关节驱动力矩与角加速度耦合性强;只在蹲起前半段,系统重心迁移对膝关节驱动有较大影响.根据关节驱动特征的研究结果,膝关节采用双作用线性液压缸进行驱动,与此同时人机耦合作用力可以补偿踝关节部分驱动力矩及髋关节全部驱动力矩. 展开更多
关键词 蹲起 助力外骨骼 人机耦合作用 驱动补偿 双作用线性液压缸
原文传递
下肢助行外骨骼机器人起坐动作下的生物力学分析 被引量:2
14
作者 施柯丞 黄瑞 +3 位作者 程洪 邱静 彭知南 尹文泽 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期414-423,共10页
探讨了下肢外骨骼起坐动作辅助过程中截瘫患者对拐杖产生大压力的原因和解决方法,通过建立人-外骨骼耦合动力学模型,将患者对拐杖的压力作为一个外力引入模型中,探究了踝关节刚度与拐杖压力的关系.为了验证踝关节刚度对减小拐杖压力的影... 探讨了下肢外骨骼起坐动作辅助过程中截瘫患者对拐杖产生大压力的原因和解决方法,通过建立人-外骨骼耦合动力学模型,将患者对拐杖的压力作为一个外力引入模型中,探究了踝关节刚度与拐杖压力的关系.为了验证踝关节刚度对减小拐杖压力的影响,设计了外骨骼起坐验证实验,通过调整AIDER下肢助行外骨骼系统踝关节的刚度,观察受试者在整个起坐动作过程中的平均能量损耗和鞋底压力中心位置变化.实验结果显示,调整踝关节刚度后受试者的平均能量损耗降低了45.18%,稳定性提高了34.99%,这表明适当的踝关节刚度可以在下肢助行外骨骼辅助的起坐动作过程中有效降低患者对拐杖的压力. 展开更多
关键词 起坐动作 人机耦合动力学模型 踝关节刚度 下肢助行外骨骼 截瘫患者
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部