国家教育部博士点基金(20060217024)
- 作品数：26 被引量：103H指数：7
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- 绳索牵引骨盆康复机器人的骨盆刚度分析及骨盆运动轨迹规划研究被引量：2
- 2008年
- 针对绳索牵引骨盆康复机器人的骨盆刚度控制以及骨盆运动轨迹规划进行了研究。通过建立欠约束1R3T 绳索牵引骨盆康复机器人的力学模型,解出了绳索拉力的表达式,并分析拉力解中零空间拉力部分对骨盆刚度的影响,得出控制绳索拉力能够实现对骨盆的刚度控制,为以后实现柔顺性控制提供了理论依据;基于凸集理论分析了骨盆不同位姿所属空间性质的不同,依此对牵引绳索进行合理布置,以保证骨盆在规划运动空间内的刚度完全可控,并基于矢量封闭原理和绳索拉力平衡对工作空间进行分析;通过 MATLAB 仿真证明了骨盆规划轨迹中绳索牵引的可控性,得出了骨盆位姿及绳索长度的变化规律,分析了骨盆位姿对绳索长度影响的原因。其规划结果可为该机器人运动控制的研究提供依据。
- 张立勋王克义刘攀张今瑜
- 关键词：康复机器人刚度
- 人体骨盆位姿模拟机构的运动学分析及仿真
- 2009年
- 根据人体骨盆的运动规律,设计了一种4自由度人体骨盆位姿模拟机构。建立了人体骨盆位姿模拟机构的正运动学模型和逆运动学模型,并推导出了机构的雅可比矩阵。基于机构的运动学模型建立了仿真模型,并采用MATLAB/Simulink对人体骨盆位姿模拟机构进行了仿真分析。仿真结果表明:该机构方案是可行的,能够模拟人体骨盆的运动规律。同时仿真结果也验证了运动学模型的正确性。
- 刘攀张立勋万晓正张今瑜
- 关键词：运动学模型
- 下肢康复训练机器人的运动协调仿真被引量：10
- 2007年
- 随着机器人技术的发展以及人体运动参数化描述的进步,出现了一种新型机器人———康复训练机器人。而下肢康复训练机器人可以模拟正常人的行走位姿,带动下肢有运动障碍的病人进行康复训练。文中采用曲柄摇杆机构来实现人的跨步过程,分析了连杆上支点的运动轨迹;利用曲柄摇杆机构中增加的连杆和滑轨来实现脚踝的运动,分析了踝关节的运动相位,且与步态运动相协调;通过Matlab和ADAMS的运动仿真优化该机构的设计,并通过实验验证优化结果的合理性,整体简化了下肢康复训练机器人结构,降低成本。
- 张立勋王克义张今瑜
- 关键词：康复机器人曲柄摇杆MATLABADAMS
- 步态训练机器人人机系统动力学仿真被引量：3
- 2009年
- 基于MATLAB对6自由度步态训练机器人的人机系统进行了动力学仿真研究。应用Newton-Euler法,推导了机器人的运动约束方程和动力学方程,构成了机器人的约束矩阵方程(constrained matrix equation,CME);分析了正常人在平地行走时的步态特征,并给出了人在行走时双足对地面的压力模型,利用MATLAB工具箱建立了人机系统动力学仿真模型,并对机器人跟踪人在平地行走的步态轨迹进行了仿真分析。仿真结果表明,步态训练机器人对人的双足负载具有良好的适应能力,可以方便获取机器人的动力学参数。该研究为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据。
- 张立勋王令军王凤良王克宽高峻
- 关键词：人机系统动力学仿真MATLAB
- 三自由度绳牵引平面并联机器人力/位控制研究被引量：4
- 2008年
- 针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究。利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程。考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种力/位并行控制策略:力回路用于控制绳的张力大小,位置回路用于实现末端轨迹跟踪。最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能够解决绳的张力问题,而且满足对轨迹跟踪要求。
- 张立勋刘攀王克义张今瑜
- 关键词：并联机器人
- 助行训练机器人骨盆位姿控制机构研究被引量：2
- 2009年
- 通过对正常人骨盆运动规律分析,提出了一种人行走时骨盆运动的控制机构。用闭环矢量法进行了正逆运动学分析,并在Matlab/Simulink,SimMechanics环境下进行了仿真分析。运用Pro/E设计了助行机器人移动平台虚拟样机,进行了助行训练动态仿真,验证了助行训练机构对骨盆运动控制的可行性。为助行康复训练机器人的人体重心运动控制提供了一种有效方法,对康复机器人进一步研究具有一定的参考价值。
- 张立勋夏振涛刘富强王令军
- 关键词：康复机器人仿真虚拟样机
- 绳索牵引并联康复机器人的建模与控制被引量：15
- 2009年
- 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了一种绳索牵引并联康复机器人.在对机器人进行运动学和静力学分析的基础上,利用牛顿—欧拉法建立了机器人的动力学方程.在给出力分解模型的基础上,提出了一种力/位并行控制策略:位置环和力环分别用于实现患者骨盆运动轨迹和绳索张力大小的控制.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能满足对轨迹跟踪要求,而且具有很好的鲁棒性.
- 张立勋刘攀王克义张今瑜
- 关键词：康复机器人
- 绳索牵引康复机器人运动误差及仿真分析被引量：2
- 2008年
- 绳索牵引康复训练机器人具有柔顺性好的特性,满足人与机器人在同一物理空间时安全性的要求.通过绳索牵引控制骨盆的运动规律,使其与下肢步态运动相协调,同时提高受训者稳定能力.为满足训练效果,需保证骨盆运动精度,由此分析了绳索牵引康复机器人影响骨盆运动精度的因素,即绳索本身的弹性和绳索过轮的半径.依建立的绳索牵引康复机器人模型,得到绳索拉力的表达式,导出系统正逆运动学和动力学方程.分析了在弹性范围内绳索具有的拉伸刚度,明确其对骨盆运动精度的影响;通过不同位置时绳索变化量的方法证明了绳索过轮半径对骨盆运动精度的影响.利用MATLAB的建模仿真,分析了2个因素对骨盆运动精度的不同影响规律,提出了改进方法,得出减重外力对垂直轴加速度误差的影响.该分析为骨盆的控制做准备,同时具有普遍性,可为其他绳索牵引系统提供参考作用.
- 王克义郭钽张立勋刘攀徐生林
- 关键词：康复机器人
- 1R2T绳索牵引骨盆康复机器人动力学被引量：3
- 2010年
- 运用影响系数方法对1R2T绳索牵引骨盆康复机器人的运动学进行了分析,得出骨盆运动与绳索运动的映射关系,通过Matlab对骨盆步态中期望轨迹进行仿真,得到各根绳索加速度变化曲线;基于机器人力螺旋平衡方程,并利用牛顿欧拉法和达朗伯原理建立了机器人动力学模型.运用仿真方法对机器人逆动力学特性进行分析,得出绳索最小拉力阈值的设置对各根绳索拉力变化规律具有影响的结论.运用Matlab和Adams建立了机器人动力学模型,分别对是否考虑绳索刚度两种不同情况进行了联合仿真,结果证明所建模型的正确性,同时得出绳索最小拉力阈值和绳索刚度对系统运动性能的影响规律.
- 王克义张立勋张今瑜刘富强
- 关键词：康复机器人动力学刚度
- 基于全局视觉的服务机器人滑模轨迹跟踪控制被引量：1
- 2009年
- 以轮式移动服务机器人的轨迹跟踪控制为研究对象,分别建立了轮式移动机器人在任务空间和视觉空间内的运动学模型,利用摄像机成像模型,实现了视觉空间到任务空间的速度向量变换。采用视觉伺服控制方法,构建了全局视觉轨迹跟踪控制结构。结合滑模控制思想,建立了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制器。以具有任意初始误差的圆和直线为参考轨迹,进行了仿真研究。仿真结果表明,所构建的系统控制器具有理想的响应速度和跟踪精确性。
- 张立勋卜迟武
- 关键词：服务机器人视觉伺服滑模
