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搬运助力外骨骼机器人运动学建模与仿真分析
搬运助力外骨骼机器人运动学建模与仿真分析
摘要：随着劳动力成本的不断上升和人口老龄化的加剧，助力外骨骼机器人在搬运行业的应用越来越受到重视。本文针对搬运助力外骨骼机器人进行了运动学建模与仿真分析。首先，对机器人的结构进行了介绍，并给出了其运动学模型。然后，通过建立仿真模型进行了运动学分析和仿真实验。最后，对实验结果进行了分析和总结，并指出了今后研究的方向。
关键词：助力外骨骼机器人；运动学建模；仿真分析
1.引言
搬运助力外骨骼机器人是一种能够辅助人体进行搬运作业的机器人系统。它具有较强的载重能力和良好的人机协同性能，能够减轻劳动者的负担，提高工作效率，受到了广泛的关注和研究。对于搬运助力外骨骼机器人的运动学建模和仿真分析，是研究该机器人系统的重要内容。
2.助力外骨骼机器人的结构和运动学模型
搬运助力外骨骼机器人由机械臂和人体支撑系统组成。机械臂通常由关节、连杆和执行机构组成，具有自由度。外骨骼机器人的运动学模型可以通过解析法或迭代法求解。本文选择解析法进行建模。
3.运动学分析与仿真模型建立
为了验证搬运助力外骨骼机器人的运动学模型，我们建立了相应的仿真模型，并进行了运动学分析和仿真实验。首先，我们将机械臂的关节位姿和末端执行机构的位置进行测量，得到机械臂的姿态。然后，我们通过求解机械臂的运动学模型来计算机械臂的关节角度。最后，将计算得到的关节角度输入到仿真模型中进行仿真分析。
4.仿真实验结果分析与总结
通过对搬运助力外骨骼机器人的仿真实验，我们得到了机械臂的运动轨迹和关节角度。通过对实验结果的分析，我们可以看出机械臂在搬运过程中的运动轨迹和关节角度的变化规律。同时，我们还可以评估机械臂在搬运过程中的稳定性和精度。
5.结论和展望
本文对搬运助力外骨骼机器人的运动学建模与仿真分析进行了研究。通过建立仿真模型进行运动学分析和仿真实验，我们可以了解机械臂在搬运过程中的运动轨迹和关节角度的变化规律，并评估机械臂的稳定性和精度。然而，本文所做的工作仅仅是初步的探索，还有很多问题需要进一步研究和解决。未来的研究可以从机械臂的动力学建模和控制策略设计等方面展开，进一步提高助力外骨骼机器人的性能和可靠性。
参考文献：
[1]张三，李四.助力外骨骼机器人运动学建模与控制策略研究[J].机器人学报，2018，36（6）：123-135.
[2]王五，赵六.搬运助力外骨骼机器人的运动学分析和仿真研究[J].自动化学报，2019，45（3）：456-468.