负重外骨骼机器人的跌倒趋势研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构。是指套在人体外面的机器人,也称“可穿戴的机器人”。外骨骼的设计灵感源于节肢动物如蟹、虾等,体表坚硬的骨骼能够很好的支撑和保护内部结构。将其拓展应用于人体上,目的是制作一套能够提高生理机能的系统,实现辅助行走或提高人体负重行走等功能。下肢外骨骼机器人属于外骨骼中的一种,与人体下肢并联,通过控制外骨骼关节的转动来减少或完全补偿人体部分关节转动所需扭矩。负重骼机器人发展前景愈加看好,并应用于多个领域之中。在军用或工业领域,主要为助力型外骨骼,减少军人和工人在搬运工业器械和武器时的负重;在医疗领域,负重外骨骼机器人辅助下肢行走障碍或完全丧失行走能力人群站立行走。负重外骨骼机器人通常采用常采用液压和电机驱动相结合的方式提高功率供给,满足负重要求。

然而由于机器不仅仅要考虑自身的平衡问题,还要与人体的动作相适应,所以常常会导致由于外界环境的影响或人为操作的失误造成摔倒的情况。所以对机器的跌倒趋势的研究异常重要。

负重外骨骼机器人摔倒研究,更多的是对外骨骼平衡步态的研究,部分研究是通过摔倒策略和摔倒姿态控制来应对不可避免摔倒的情况,减少或避免摔倒出现的损伤。

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2. 研究的基本内容与方案


本次研究的基本内容是针对于负重外骨骼机器人的跌倒趋势研究。

摔倒产生的冲击力对人体潜在的伤害是巨大的,尤其是撞击发生在人体脆弱部位。使用下肢外骨骼机器人对下肢障碍人群额外增添了摔倒的风险。在人体单

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3. 研究计划与安排

第1~2周:翻译相关外文资料,初步确定方案,完成开题报告;

第3~4周:对系统的主要模块进行方案论证,分析相应功能模块的设计所需完成功能,大体确定模块功能以及设计思路,同时根据设计目的,进行相应的功能补充以及优化;

第5周:确定最终方案,完成设计的总体规划以及设计,并进行可行性分析;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] aliman n, ramlir, haris s m. design and development of lower limb exoskeletons: a survey[j].roboticsand autonomous systems, 2017, 95: 102-116.

[2] 张蕊, 张佳帆, 张文蔚. 可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统安全性设计评价[j]. 机电工程,2008, 25(12):85-88.

[3] 欧阳小平, 范伯骞, 丁硕. 助力型下肢外骨骼机器人现状及展望[j]. 科技导报, 2015,33(23):92-99.

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