基于人机工程学的下肢外骨骼运动控制

作     者：包泓 吴万毅 刘芳华 邵佳伟 孙天圣 狄澄 王政 BAO Hong;WU Wanyi;LIU Fanghua;SHAO Jiawei;SUN Tiansheng;DI Cheng;WANG Zheng

作者机构：江苏科技大学机械工程学院镇江212100 

出 版 物：《江苏科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Jiangsu University of Science and Technology:Natural Science Edition)

年 卷 期：2024年第38卷第2期

页      面：41-46页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51905228) 

主　　题：人机工程 下肢外骨骼机器人 运功控制 模糊PID 

摘      要：为避免外骨骼机器人髋关节和膝关节尺寸影响患者正常行走功能的恢复,踝尺寸对脚落地姿态的影响,提出一种基于人机工程学的外骨骼机器人运动控制方法.首先利用人机工程学对人体的参数进行收集,并以此构建适合人体尺寸、具有舒适穿戴的外骨骼模型架构,使外骨骼机器人满足穿戴人群差异化的需求;然后所构建的下肢外骨骼架构,建立外骨骼下肢末端的位姿并构建单肢三自由度机械腿的正向运动学方程,通过对机器人的步行计划,外骨骼机器人的实际步行过程由ADAMS进行模拟,验证人体行走时两腿各关节扭矩的变化规律;最后为了验证该方法在关节速度控制中的优越性和有效性,选择模糊PID进行控制.