下肢外骨骼【人体下肢外骨骼仿生】.docx

下肢外骨骼【人体下肢外骨骼仿生】人体下肢外骨骼机理分析xx（xx,xxxx,xxxx）摘要：本论文研究穿戴型下肢外骨骼机器人机构。所研究的外骨骼是一种可以穿戴于人体的机械装置。这种外骨骼依靠人的运动信息来控制机器人，通过机器人来完成仅靠人的自身能力无法单独完成的远行、负重等任务。这种外骨骼也可以用来检测人体运动信息，作为康复医疗器械使用。下肢穿戴外骨骼机器人是一种具有双足步行特征的典型的人机一体化系统。关键词：穿戴外骨骼；助力机器人；机构设计；仿真分析ANALYSISANDDESIGNOFLOWEREXTREMITYEXOSKELETON(MechanicalManufacturingandAutomation.,No.:xxxxxxxx,Email:[e-mail],phone:xxxxxxxxxxx)Abstract：Thispaperresearchedakindofwearablelowerextremityexoskeletonrobot.Theexoskeletonisamechanismwhichcouldmatchthehumanbody.Itreliedonhumanmotioninformationtocontroltherobot,andaccomplishthetravel,loadingandothertasksthatcannotbecompletedbypeople"sowncapacitylonely.Theexoskeletoncanalsobeusedtodetecthumanmotioninformation,andastherehabilitationofmedicaldevices.Lowerextremityexoskeletonrobotisakindoftypicallyman-machineintegratedsystemwithsomebipedwalkingrobots’characters.Keywords：Wearableexoskeletons;Assistrobot;Mechanicaldesign;SimulationandAnalyze免了士兵由于沉重负荷而导致的身体机能1引言（Introduction）外骨骼是一种给人穿戴的人机一体化的下降，从而提高了士兵的抵抗能力，对最智能机械装置，它将人类的智力和机械装置终提高士兵的战斗力和生存力起到了重要的“体力”结合在一起，靠人的智力来控制作用。故可用于军事、科考、旅游、交通等机械装置，通过机械装置来完成仅靠人的自各方面，具有广泛的应用前景。身能力无法单独完成的任务。下肢外骨骼是2人体外骨骼的研究背景（The一种用来辅助人们行走的人机系统，它将人backgroundofexoskeletons）和两足步行机器人结合在一起，利用人的运人体下肢外骨骼机器人成为机器人领动控制能力来控制机器人的行走，简化了自域的一个热门分支，已越来越受到学术界和主行走式两足机器人最为常见的步态规划工业界关注。目前，国外特别是美国、日本和步态稳定性问题，同时它又为人类的行走在这方面已经取得了巨大的进展，并逐步商提供动力协助，增强人类行走的能力和速度，业化，成为新兴产业。但国内仅有少数科研特别是能够缓解人在大负重和长时间行走单位从事可穿戴助力机器人的研究，起步较情况下极易出现的疲劳感，大大扩大人类的晚，基本处在实验室试制阶段，离实用还有运动范围，能够增强个人在完成某些任务时一定的距离。的能力。人体下肢外骨骼作为单兵系统的一部分，起到了提高士兵承载能力的作用，避2.1国外研究背景（1）通用电气公司的可佩戴单兵装备1960年通用电气公司最早研制出一款可佩戴的单兵装备Hardiman-（1HumanAugmentationResearchandDevelopmentInvestigation）。此项研究的首要目的是缓解士兵长距离负重行军引起的疲劳，它体积巨大、重约680kg，采用主-从控制模式，非常不稳定、对操作员不安全且只能代替人的一只手。它是用液压作为动力来实现助力的。图2-1通用电气的Hardiman机器人Fig.2-1HardimanrobotofGeneralelectric（2）MIT军用外骨骼机器人麻省理工学院从1978年开始，从事外骨骼机器人项目的研究。目前，在五角大楼“增强人体机能的外骨骼”计划框架内，在完全(包括腿和手)的、可帮助举重若轻、健步如飞、可携载更多弹药和更重武器装备的军用外骨骼机器人研制方面，进展比较缓慢，不过，单个外骨骼机器人组件方面的研究还是有所进展。在控制上，通过控制类被动的外骨骼，分析人体行走过程中的动力学与运动学参数变化，调节外骨骼的弹簧与阻尼系数，达到助力的目的。实验结果表明，该装置能成功地支