机械设计与研究 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (02): 41-44.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4881

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基于关键点约束的下肢外骨骼机器人步态规划

张彦斐;时兆义;宫金良;   

  1. 山东理工大学农业工程与食品科学学院;山东理工大学机械工程学院;
  • 出版日期:2019-04-20 发布日期:2019-04-20

  • Online:2019-04-20 Published:2019-04-20

摘要: 为提高下肢外骨骼机器人行走的稳定性和合理性,增加了足趾关节部位的自由度,并且考虑了辅助支撑工具拐杖在行走过程中的作用。步态规划过程中将步幅作为一个变量,确定几个关键点,利用MATLAB软件中的插值函数拟合出步态轨迹曲线,建立运动学模型并根据COG判据求解出重心的投影位置,计算出在一个步态周期过程中的最小稳定裕度。综合考虑步行速度和稳定裕度等因素选定最优的步幅。最后利用仿真软件ADAMS建立虚拟模型,将规划的步态轨迹函数作为驱动量输入模型进行仿真,测量出各个关节的旋转运动曲线,测量结果证明各关节曲线光滑柔顺,验证了步态规划函数的合理性,为后续控制系统设计奠定了基础。

关键词: 步态规划, COG判据, 下肢外骨骼, ADAMS仿真

Key words: gait planning, COG criterion, lower extremity exoskeleton, ADAMS simulation