助行机器人机构设计及样机研制-硕士论文

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1、分类UD学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：机械电子工程机电工程学院2009年12月2010年3月哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：^、U．D．C：卜．u·u·U；ADissertationfortheDegreeofM．EngMechanismDesignandPrototypeofWalkingAidedRobotCandidate：PengJinboSupervisor：Prof．ZhangJinyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Mechat

2、ronicEngineeringDateofSubmission：December，2009DateofOralExamination：March，2010University：HarbinEngineeringUniversityo．I◆t。，0≮哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全

3、意识到本声明的法律结果由本人承作者(签字)：日期：州D日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文眺授予学位后即可口在授予学位12个月后口解

4、密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)日期：洲口年乡月“目新(签字)：躺硝伽Io年弓艮心El／0彳◆’哈尔滨T程大学硕十学位论文摘要随着人们生活水平的提高，对康复治疗的需求越来越大，特别是康复训练机器人。根据这种需求，研究设计了一种新型的康复训练机器人——助行机器人。该机器人模拟正常人行走的动作，不但可以对下肢有运动障碍的病人进行下肢康复训练，而且可以辅助其正常行走。本文介绍了康复训练机器人的国内外发展现状及应用情况，提出了助行机器人的总体设计方案，整体结构包括三大部分：轮驱机构、起坐机构和助力行走机构。并应用Pro／E三维设计软件进行了助

5、行机器人总体结构设计，利用Pr0／MECHANICIA模块进行有限元分析。在分析正常人行走规律的基础上，运用Inventor软件的CAGD功能对助力行走机构进行了设计，并运用MAnAB／Simulink进行建模、仿真与优化，最终确定了模拟正常人行走时的机构参数。本文分析了助行机器人起坐机构控制系统，对其进行了动力学分析，推导了起坐机构动力学模型，在MATIAB／Simulink环境下进行了动力学仿真和控制仿真，完成了控制系统的设计和制作，通过实验研究证实了理论分析的正确性，并完成了起坐机构模型的轨迹控制实验，系统运行平稳，抗干扰能力强，跟踪误差达到了设计目标，从而进

6、一步说明所建立系统的正确性和合理性。本课题进行了试验样机的研制，试验样机各部分功能满足要求，证明了本课题理论研究的正确性和结构设计方案的可行性，为日后该机构的产业化奠定了基础。，关键词：助行机器人；行走机构；起坐机构；动力学；样机哈尔滨T程大学硕+学位论文AbstractWiththerapidlyimprovementofpeople’Slives，thereareincreasingdemandforrehabilitation，especiallyforrehabilitationtrainingrobot．Inordertofulfillthisdemand

7、，anewtypeofrehabilitationtrainingrobot，calledaided-walkingrobotisdesignedinthisthesis．Throughsimulatingnormalpeople’Swalkingbehaviors，thisrobotcouldnotonlycarryonlowerlimbrehabilitationtrainingforpatients，butalsoaidtheirnormalwalking．Thedevelopmentandapplicationoftheresearchonrehabil