抗震救灾外骨骼机器人的机械机构设计开题报告
2022-11-28 11:04:30
1. 研究目的与意义
近年来,自然灾害、人为灾害频繁发生,时刻威胁着人类的安全,引起了世界的广泛关注,救援机器人已经由简单的现场勘查发展到适应复杂环境替代医护人员完成伤员搬离[1]。
世界上最早提出外骨骼是美国陆军的未来战士计划,外骨骼是一种可以让人穿戴的机械装置,它将人类的智力和机器人的体力结合在了一起,依靠人的智力来控制机器人.通过机器人来完成仅靠人的自身能力无法单独完成的任务[2]。
如士兵负重行军、战场救援、抗震救灾、医疗康复和辅助行走等。
2. 课题关键问题和重难点
本课题研究的重点是找到对外骨骼机器人结构设计最优的方案,难点是对整个设备的把控以及零件设计。
前期已经做好大量的文献阅读以及上网搜索相关设备进行了解工作。
3. 国内外研究现状(文献综述)
[1]张西正,李雪梅,侍才洪,尹理才,李坦东.救援机器人收纳系统电机的同步控制[j].天津工业大学学报,2015,34(05):43-47.[2]李坦东,王收军,张西正等.穿戴式外骨骼机器人的研究现状及趋势[j].医疗卫生装备,2016,37(09):116-119.[3]魏小东,孟青云,喻洪流等.下肢外骨骼机器人研究进展[j].中国康复医学杂志,2019,34-l41:127-131.[4]曾声奎,赵廷弟,张建国,等.系统可靠性设计分析教程[m].北京:北京航空航天大学出版社,2001.[5]赵彦峻,徐诚.人体下肢外骨骼设计与仿真分析[j].系统仿真学报,2008,20(17):4756-4759,4766.[6]蒋靖.下肢助力外骨骼机构设计与研究[d].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.[7]严华,杨灿军,陈杰.上肢运动康复外骨骼肩关节优化设计与系统应用[j].浙江大学学报,2014,48(6):1086-1094.[8]贾山,韩亚丽,路新亮,等.基于人体特殊步态分析的下肢外骨骼机构设计[j].机器人,2014,36(4):392-401,410.[9]王强.可穿戴下肢外骨骼康复机器人机械设计与研究[d]. 成都:电子科技大学,2014.[10]张倩.下肢外骨骼康复机器人的机构设计与分析[d].成都:电子科技大学,2013. [11]steinfeid a. interface lessons for fuzzy and semi-autonomoos mnhile rnhnts[c]//4th international conference on robot and automation. nj:ieee,2004:2752-2757.[12]shih y t, chen c s, lee a c. a novel cross-couplingcontrol design for bi-axis motion[j]. international journal of ma-chine tool方案一;采用电机驱动方式;电机驱动方式的优点是电机驱动控制模式简单、响应快,且控制精度易于保证,维护简单、且控制精度易于保证,信号监测、传递和处理方便,驱动效率高.不会污染环境。
但是,从外骨骼机器人的应用角度出发,要求驱动系统的体积小并且质量轻.在外骨骼机器人负重的情况下,如果要实现较大的动力驱动,则选取的电机尺寸也会偏大.不利于整体的轻量化[14-15]。
对机构的灵活性会带来一些问题。
5. 工作计划
第一周 调研,查阅科技文献和书籍第二周 查看相关外骨骼机器人设备,理解课题第三周 进行英文翻译第四周 按要求设计进行相关设计准备第五周 初步设计相关方案第六周 确定最终两个方案,进行论证第七周 对液压驱动方案进行最后设计第八周 整理相关材料,进行标准件的选择第九周 确定非标件的机构尺寸第十周 做出所有相关零件的图纸第十一周 进行图纸检查是否合理,并改正第十二周 初步确定论文的整体章节结构第十三周 开始撰写论文初稿第十四周 对初稿进行修改并为终稿做准备第十五周 开始对初稿进行内容细节补充第十六周 完善论文并进行修改第十七周 再次修改论文,并提交


