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外骨骼机器人系统设计涉及复杂的技术与工程。

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简介:
该研究集中于外骨骼机器人系统设计,特别是针对下肢负重外骨骼机器人与穿戴者运动之间协调性的问题。因此,我们设计了一种先进的人体步态感知系统,旨在对人体下肢关键部位的运动状态进行精确的采集和预测。具体而言,我们采用六个MTI-30姿态传感器来获取人体下肢的姿态数据;随后,利用ARM微处理器STM32F407作为计算核心,对收集到的步态数据进行解算、预测以及数据传输。此外,我们运用非线性时间序列分析中的Takens算法来预测人体下肢关键部位的旋转运动趋势。实验验证表明,所构建的系统表现出良好的稳定性和可靠性,能够准确地采集和预测人体下肢的步态数据;并且预测结果具有显著的稳定性与可信度,从而为外骨骼机器人的控制系统提供了坚实而可靠的数据参考信息。

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    本项目专注于研发先进的外骨骼机器人系统,旨在增强穿戴者的物理能力,提高运动辅助和康复治疗的效果。通过精密的机械结构与智能控制系统相结合,致力于创造更加人性化的交互体验,适用于医疗、工业及日常助行等多个领域。 针对下肢负重外骨骼机器人与其穿戴者运动协调的问题,设计了一种人体步态感知系统。该系统用于采集和预测人体下肢关键部位的运动状态。采用6个MTI-30姿态传感器来获取人体下肢的姿态数据;利用ARM微处理器STM32F407进行数据分析、处理与传输;通过非线性时间序列分析Takens算法对人下肢的关键旋转动作进行预测。 实验结果表明,该系统功能稳定可靠,能够准确地采集和预测人体下肢的步态信息。其预测结果也具有较高的稳定性与可靠性,为外骨骼控制器提供了可靠的参考依据。
  • 分析论文研究
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    本文对外骨骼机器人技术进行了全面分析和探讨,涵盖其设计原理、应用领域及未来发展趋势。通过深入解析关键技术挑战与解决方案,旨在推动该领域的创新与发展。 最近由于机器人技术的进步以及如何使机器人直接与人体接触的需求增加,对外骨骼机器人的需求也发生了变化。这些曾经只在工厂使用的外骨骼机器人现在已成为人体的一部分,提供了前所未有的肌肉力量提升和跑步速度提高的能力。如果使用得当,它们也可以用于病人的康复治疗。 外骨骼机器人具有多种潜在的应用领域,并且最先进的国家正在开发各种类型的这种设备。根据其设计特点,可以将这些机器人分为两大类:刚性型与软型。每种类型都有各自的优点及缺点,在承载能力和致动速度方面也有所不同。 然而,在现场使用外骨骼机器人的过程中仍存在许多技术难题需要解决。因此,本研究旨在介绍发达国家中有关于外骨骼机器人的发展趋势,并分析这些机器人在技术和应用方面的优劣之处。通过比较表可以看出未来的技术发展方向,例如采用先进的传感器和人工智能来提高机器人的响应特性。 随着科技的进步,可穿戴的机器人将变得越来越智能、轻便且强大。可以预见的是,在不久的将来,这类设备将成为人类生活的一部分。
  • 下肢行走控制設計
    优质
    本研究旨在设计一种先进的控制系统,用于下肢外骨骼康复机器人,以提高患者的行走能力和康复效率。 下肢外骨骼康复行走机器人控制系统设计介绍了该系统的方案及设计理念。
  • 2016年体下肢仿真分析
    优质
    本文主要探讨了在2016年对人体下肢外骨骼康复机器人的仿真研究和分析,旨在提升该类设备的功能性和适用性。 我们设计了一种用于辅助老年人和患者的电机驱动型服务机器人——人体下肢外骨骼康复机器人。通过建立行走姿态下的D-H数学模型,推导出了髋关节、膝关节及踝关节在不同姿势中的坐标方程。我们在ADAMS环境下进行了人机耦合仿真,结果表明:下肢外骨骼各关节具有连续的运动轨迹,并满足各个关节所需的可达性要求,符合人体下肢的实际运动特性。 我们搭建了一个试验平台来测试样机性能,测量了三个关节角度随时间的变化曲线,验证了该装置的运动轨迹。实验中获得的数据与仿真结果基本一致。
  • 发展研究综述
    优质
    本文对外骨骼机器人的发展历史、关键技术及应用现状进行了全面梳理和分析,旨在为未来的研究提供参考。 外骨骼机器人研究发展综述及可穿戴式外骨骼机器人的国内外发展状况。
  • 下肢康动力学分析仿真.pdf
    优质
    本文针对下肢康复外骨骼机器人进行动力学建模与分析,并通过仿真验证其性能,为设计更有效的康复设备提供理论依据。 #资源达人分享计划# 该计划旨在为参与者提供丰富的学习资源与经验分享,鼓励大家相互交流、共同成长。参与其中的达人们将定期发布各类实用资料,并通过互动讨论帮助他人解决问题,提升技能水平。 (注:此处未包含原文中可能存在的具体联系方式和链接信息)
  • 中国行业发展报告
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    本报告深入分析中国外骨骼机器人行业的现状与趋势,涵盖技术发展、市场应用及未来前景,旨在为行业参与者提供战略参考。 外骨骼机器人生产制造企业主要包括上肢外骨骼机器人企业和下肢外骨骼机器人企业。这些企业在采购过程中会向硬件供应商购买触摸屏、表面肌电信号采集仪、工业控制计算机、伺服驱动器和伺服电机等核心组件,并将传感系统、控制系统以及驱动系统等核心技术融入其中,通过仿真设计实现外骨骼机器人的生产制造。 作为可穿戴式人机融合机器人,外骨骼机器人直接与使用者的身体接触。因此,对外骨骼机器人的响应速度、安全性、灵活性、功效性及舒适度有着极高的要求。为了满足这些条件,企业需要不断进行临床试验和技术改良后才能将产品投入应用领域。由于研发和生产制造环节成本较高,在实现商业化之前需经历较长的研发周期以确保产品质量。
  • 体下肢自适应控制方案
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    本文提出了一种创新的人体下肢外骨骼机器人自适应控制系统,能够实时调整参数以优化穿戴者的行走体验和辅助效果。该系统结合了先进的传感器技术和智能算法,旨在提高运动的自然性和安全性,适用于康复医疗及增强人体机能等多领域应用。 外骨骼机器人辅助物理治疗因其在康复过程中的各个阶段都能提供有效物理疗法而备受关注。这种治疗方法的效果很大程度上取决于机器人的操作性能。由于机器人动力学的非线性特性,通常会采用近似模型来设计控制算法,这可能导致系统不稳定和跟踪误差的问题。准确地确定外骨骼机器人的负载(包括人体肢体的质量和惯性特征)通常是不现实的。自适应控制系统能够有效地处理这些建模误差。 本段落利用牛顿-欧拉法建立了7自由度的人体下肢动力学模型,并引入了一个实际摩擦模型来模拟关节摩擦。设计了一种直接自适应控制器,以使机器人能快速且准确地跟踪预定轨迹。该方案考虑了31个模型参数进行自适应调整,并通过李雅普诺夫稳定性方法确定控制系统的增益值,确保系统稳定运行。仿真结果显示,在存在关节摩擦的情况下,所开发的控制器具有良好的追踪性能。
  • MFC Kinect识别
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    本项目采用Microsoft Foundation Classes (MFC)与Kinect传感器,实现人体骨骼关键点的实时捕捉和追踪,为手势控制、虚拟现实等领域提供技术支持。 使用VS2013编写了一个MFC应用程序,在该程序中实现了一个按钮功能:点击此按钮可以打开深度相机。界面的左侧显示彩色图像,右侧则展示从彩色图检测到的人体骨骼,并对这些骨骼进行了标记以方便查看。我已经亲自测试并成功实现了这个功能。