开题报告-助力式下肢外骨骼机器人的结构设计.docx
《开题报告-助力式下肢外骨骼机器人的结构设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《开题报告-助力式下肢外骨骼机器人的结构设计.docx(12页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、开题报告课题名称助力式下肢外骨骼机器人的结构设计与分析学 号专 业指导教师开题时间 年 月 日一、立论依据1.本课题的目的和意义外骨骼是一种能提供对生物柔软内器官进行构型、建筑和保护的外部结构。外骨骼机器人是一种可穿戴式仿生机器人,既可穿戴在操作者身体外部的一种机械结构,它可以给穿戴者提供支撑、保护和增强运动能力。传统轮式交通工具是目前远行与负重的主要方式,而且它对路面环境要求较高,在很多领域仍然无法完成预定目标,例如在军事。科考、消防营救等领域。随着研究的深入发展,人们发现受现有控制方法和环境感知的局限,仿人型机器人有其严重的缺陷,包括决策能力和对人体的高度结合。因此将人的智能与机器人所具有
2、强大的机械能量结合起来,综合为一个封闭系统,将会带来前所未有的变化,而外骨骼机器人正是这样一种综合体。研制助力式外骨骼机构为穿戴者提供充足的力量和耐力来增强长距离行走和负重能力,从而完成一些特殊任务。可穿戴式外骨骼机器人由于其自身的商业和军事应用价值,已经成为近年来国内外科学工作者的一个重点研究对象。在军事领域,单兵装备越来越先进,随之而产生的问题就是装备体积和重量的增加,通二、文献综述1.国内外研究现状、发展动态美国加州大学伯克利分校的人体工程实验室于2004年研制出世界上第一台配有移动电源,能够负重的下肢外骨骼机器人“伯克利下肢外骨骼(Berkeley Lower ExtremityExo
3、skeleton, BLEEX)O该装置包括两条金属腿、微型计算机、能量控制单元及背包式外架等结构。BLEEX在结构上采用拟人的设计方式,每条腿部结构在酸关节和踝关节各有3个自由度,膝关节有一个自由度。BLEEX下肢外骨骼上安装的多个传感器不断地将人的方位和负重信息传给计算机,计算机对此进行实时调整。2002年,日本筑波大学Cybemics实验室成功研制了 HAL (Hybrid Assistive Limb),这是一种混合辅助肢体系列的可穿戴式助力机器人系统。它主要由无线LAN (局域网)系统、电池组、电机及减速器、传感器及执行机构组成,动力传动采用电机-减速器-外骨骼机构的方法。能够根据人
4、体的动作意愿自动调整装置的助力大小。HAL通过收集腿部的肌电信号来判断穿戴者将要发生的运动状况。然后计算机对驱动系统发出指令,驱动装置驱动电机进行相应的运动。这款装置通过锂电池供电,正常运作时间为2小时40分。老年人或残疾人在它的辅助下能以每小时4千米的速度行走,毫不费力的上下楼梯。上臂最大可负重40kg,下肢最大可负重100-180kgo国内有关下肢外骨骼机器人的研究起步较晚,科研机构有限,相对于国外而言,在这方查阅范围:国内外期刊,博硕士论文,文献,报纸,会议,专利参考文献1尹军茂.穿戴式下肢外骨骼机构分析与设计D.北京:北京工业大学,20102杨志勇,张静,归丽华,张远山,等.外骨骼机器
5、人控制方法综述J.海军航空工程学报,2009,24 (5): 520-5253Sakurai T,Sankai Y, et al. Development of motion instruction system withinteractive robot suit HALC.Proceedings of IEEE International Conferece onRobotics and Biomimetics, Japan:robotics and Biomimetics (ROBTO),2009:1141-11474 Yoshiyuki Sankai. Wearing Type Beh
6、avior Help Device Calibration Device and ControlProgram:USA, 201100432AIP. 2011-01-065Yoshiyuki Sankai.Centroid Position Detector Device and Wearing Type ActionAssistance Device Including Centroid Position DetectorDevice:USA,20100271051AIP. 2010-10-286Kazerooni H,Steger R, Li H H.Hybrid Control of t
7、he Berkeley Lower ExtremityExoskeleton (BLEE) D.The International Journal of Robotics Research,2006.7陈锋.可穿戴型助力机器人技术研究D.中国科学技术大学博士学位论文,2007. 58方郁,可穿戴下肢助力机器人动力学建模及其控制研究D.中国科学技术大学博士学位论文,2009. 59Zhu Y, Zhang G,Zhang C, et al. Design and evaluation of a paral1 el-series elasticactuator for lower limb exo
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 开题 报告 助力 下肢 骨骼 机器人 结构设计