可穿戴式外骨骼機器人踝關(guān)節(jié)的設(shè)計與分析.pdf

1、本文以設(shè)計新型并聯(lián)可穿戴式外骨骼機器人踝關(guān)節(jié)為研究目的。在人體這一特殊的環(huán)境下，以機構(gòu)的安全性、穿戴性和可控性為設(shè)計準則，對并聯(lián)機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)選，并在此基礎(chǔ)上對優(yōu)選得到的機構(gòu)進行球副位置優(yōu)化設(shè)計，得到所需要的新型外骨骼踝關(guān)節(jié)機構(gòu)，并加以工作空間和靈巧度分析，以及運動學建模仿真，對設(shè)計的機構(gòu)進行驗證分析。
　　首先，根據(jù)踝關(guān)節(jié)的運動類型零平移三轉(zhuǎn)動，綜合出能完成零平移三轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機構(gòu)17種，加以分析對比分類，以踝關(guān)節(jié)機構(gòu)的可穿戴

2、性、可控性、驅(qū)動安放難易性以及動力學復雜性按一定的權(quán)重比進行綜合評比，得出最佳機構(gòu)為3-SPS/S并聯(lián)機構(gòu)。并且對優(yōu)選出的3-SPS/S并聯(lián)機構(gòu)進行了輸出特征驗證分析。
　　其次，對3-SPS/S并聯(lián)機構(gòu)進行運動學分析，通過MATLAB軟件得到了該機構(gòu)在約束條件下的工作空間，而且著重的分析了三球副位置分布不同對該并聯(lián)機構(gòu)工作空間產(chǎn)生的影響。并且以安全性為第一優(yōu)化準則，避免機構(gòu)對人體產(chǎn)生二次傷害，對3-SPS/S并聯(lián)機構(gòu)的三球副位置

3、分布進行了優(yōu)化。對優(yōu)化后的機構(gòu)進行了靈巧度分析，通過靈巧度情況對該機構(gòu)的可控性進行了評價。
　　最后，在CATIA中對3-SPS/S并聯(lián)機構(gòu)進行了三維建模，并通過軟件接口導入仿真軟件 ADAMS中進行仿真，通過仿真獲得的數(shù)據(jù)對本文的運動學分析和工作空間分析的正確性進行了驗證。
　　本文的研究工作為新型外骨骼機器人的開發(fā)應用提供了一定的理論基礎(chǔ)，基于安全性的球副位置優(yōu)化設(shè)計為外骨骼的設(shè)計開發(fā)提供了一個新的思路，基于 ADAMS