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气动助力外骨骼机器人人机协同运动控制研究的开题报告
一、选题背景
外骨骼机器人是指装备在人体外部，与人体运动系统相结合，实现人机协同运动的装置。随着现代科技的不断进步，外骨骼机器人已经广泛应用于航空航天、医疗康复、军工等多个领域，成为人类社会生产、生活及安全等方面的重要研究方向。其中，气动助力外骨骼机器人在医疗康复和辅助行走等方面具有广阔的应用前景，因此，对气动助力外骨骼机器人的人机协同运动控制方面的研究具有重要的现实意义。
二、研究内容
本研究旨在探究气动助力外骨骼机器人的人机协同运动控制。首先，我们将针对气动助力外骨骼机器人的机械结构、动力学特征以及控制系统等进行全面分析，明确其工作原理及运动学和动力学模型。其次，我们将通过对生物力学学科的研究，对人体运动学和动力学特征进行分析，以建立人体模型和运动模型。最后，我们将利用控制论和计算机技术，建立气动助力外骨骼机器人和人体协同运动的控制模型，研究如何实现气动助力外骨骼机器人和人体的良好协同运动。
三、研究目标
1.建立气动助力外骨骼机器人的运动学和动力学模型，为控制系统的设计提供基础。
2.建立人体运动学和动力学特征的模型，为控制系统的设计提供依据。
3.研究气动助力外骨骼机器人和人体协同运动的控制模型，实现外骨骼机器人和人体的良好协同运动。
4.设计实验验证系统，通过实验验证气动助力外骨骼机器人人机协同运动的控制效果。
四、研究方法
1.对气动助力外骨骼机器人的机械结构、动力学特征以及控制系统等进行分析，建立机械模型及运动学和动力学模型。
2.通过实验测量人体的运动学和动力学特征参数，建立生物力学模型。
3.结合机械模型和生物力学模型，建立气动助力外骨骼机器人和人体的协同运动控制模型，实现人机协同运动。
4.通过实验验证系统，对气动助力外骨骼机器人和人体协同运动控制模型性能进行测试和评估。
五、预期结果
1.建立气动助力外骨骼机器人的运动学和动力学模型，为控制系统的设计提供基础。
2.建立人体运动学和动力学特征的模型，为控制系统的设计提供依据。
3.研究气动助力外骨骼机器人和人体协同运动的控制模型，实现外骨骼机器人和人体的良好协同运动。
4.设计实验验证系统，验证气动助力外骨骼机器人和人体协同运动的控制效果。
六、研究意义
1.完善了气动助力外骨骼机器人人机协同运动控制的理论框架，为其在医疗康复和辅助行走等领域的应用提供了技术支撑。
2.提高气动助力外骨骼机器人的运动控制精度和稳定性，为实现协同运动提供了新的技术手段。
3.促进机械、计算机、生物等学科的交叉融合，推动机器人、生物医学等领域的发展。