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基于气动肌肉的助力上肢外骨骼系统人机协同控制策略的研究的任务书
任务书
课题名称：基于气动肌肉的助力上肢外骨骼系统人机协同控制策略的研究
研究目的：
随着生产力的发展，工业智能化已成为未来发展的趋势，而外骨骼技术作为人类向智能化迈进的一种手段，越来越被重视和应用。然而助力上肢外骨骼系统在与人类协同作业时，仍然存在许多问题，比如控制方式不够灵活，助力效果不够理想，容易出现系统失控等问题。因此，本研究旨在通过基于气动肌肉的技术探索助力上肢外骨骼系统人机协同控制策略，提高系统的整体性能和可靠性，为助力上肢外骨骼系统的应用推广提供理论和技术支持。
研究内容和任务：
1.助力上肢外骨骼系统结构设计任务：
（1）探索气动肌肉及其控制技术在助力上肢外骨骼系统中的应用；（2）设计实现助力上肢外骨骼系统的通用结构；（3）设计必要部件和传动机构，优化系统沟通。
2.助力上肢外骨骼机械结构和控制方法任务：
（1）从机电控一体化系统出发，探索传动机构、传感器设计和控制方法的优化；（2）研究气动肌肉控制算法和控制策略，探索人机协同控制方法，优化助力效果和人机互动。
3.助力上肢外骨骼系统人体力学建模任务：
（1）根据人体特征建立上肢力学模型，求解模型参数；（2）采集人机在运动状态下的力、速度和角度数据；（3）建立助力上肢外骨骼系统的力学模型，仿真研究其运动特性。
4.助力上肢外骨骼系统实验验证任务：
（1）设计实验方案，采集实验数据，并分析数据；（2）验证气动肌肉控制策略的可行性和优势，评估助力上肢外骨骼系统的性能和可靠性。
研究计划和进度安排：
1.第一阶段（2个月）：研究助力上肢外骨骼系统的结构设计，搭建助力上肢外骨骼系统的通用结构和传动机构，确定必要部件，并进行基本测试和优化。
2.第二阶段（3个月）：研究助力上肢外骨骼机械结构和控制方法，探索气动肌肉控制算法和控制策略，优化助力效果和人机互动。
3.第三阶段（2个月）：研究助力上肢外骨骼系统的人体力学建模问题，并进行仿真研究。
4.第四阶段（3个月）：对助力上肢外骨骼系统的控制策略进行实验验证，评估助力上肢外骨骼系统的性能和可靠性。
5.第五阶段（1个月）：撰写研究报告及论文。
预期成果：
（1）气动肌肉及其控制技术在助力上肢外骨骼系统中的应用探索；
（2）基于气动肌肉的助力上肢外骨骼系统的通用结构设计；
（3）气动肌肉控制策略的研究并探索人机协同控制策略；
（4）助力上肢外骨骼系统的力学模型的建立和仿真研究；
（5）对助力上肢外骨骼系统的控制策略进行实验验证，并评估其性能和可靠性；
（6）研究报告及论文。