一种机器人模型建立方法与流程

文档序号:12466236阅读:308来源:国知局

本发明涉及一种康复机器人模型建立方法,具体涉及一种机器人模型建立方法,属于智能电子产品技术领域。



背景技术:

近些年康复医学理论的飞速发展,各类有关运动训练的康复理论如雨后春笋般出现,在这些理论的推动下,肢体训练机器人成为了医学康复研究中一个研究的热点,但肢体康复训练机器人的设计不同于常见机械机构设计,它是多门学科的一个综合,它涉及到机械学、电子学、康复医学等许多学科领域;现有的康复机器人现状种类广泛,数量众多,但仍存在一些遗留的问题,将人体吊起的踏板类康复机构,通过装置将人体吊起,减轻患者在训练时腿部承受的载荷,让其进行减重步行训练,但是它有二个致命的缺点就是由于是将人体悬吊在空中,重心过高,患者在意外受到外力的情祝下如果没有很好的调整自己的姿态,会出现身体的摇摆和旋转,不仅不利于运动康复训练,还可能会触碰到康复机器人的其他部件,带来意想不到的伤害,同时此类康复训练机器人占地面积较大,需要专门的人员看护和操作,患者使用此康复训练机器麻烦,不适合普通家庭和小型养老院使用。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题,本发明提出了一种机器人模型建立方法,从目标轨迹出发,设计一种两自由度机构来完成对目标轨迹的实现,对机构的工作状态下各个作用力经行了分析,更好的了解机器人的零件及电机受力状态,为机器人零件的选用提供支撑。

(二)技术方案

本发明的机器人模型建立方法,包括以下步骤:

第一步:选用可变尺寸的滑块连杆机构实现设计要求;

第二步:通过matlab对各个杆件的尺寸求解,建立人机系统的运动学模型;

第三步:分析人机系统在调节杆处于不同位置下,它们运动参数与曲柄转动角度的关系,以及它们的运动规律,以及运动学的逆分析用于对机器人的控制;

第四步:根据脚踏位置推导出骸关节、膝关节和躁关节的位置参数进行腿部的运动学逆分析;

第五步:利用拉格朗日法建立了人机系统的动力学模型,得出机器人机构和人体下肢的动力学方程;

第六步:使用牛顿解析法建立机器人在正常工作状态下的受力模型,探讨机器人机构在工作状态下,各个零件的受力状态。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明的机器人模型建立方法,从目标轨迹出发,设计一种两自由度机构来完成对目标轨迹的实现,对机构的工作状态下各个作用力经行了分析,更好的了解机器人的零件及电机受力状态,为机器人零件的选用提供支撑。

具体实施方式

一种机器人模型建立方法,包括以下步骤:

第一步:选用可变尺寸的滑块连杆机构实现设计要求;

第二步:通过matlab对各个杆件的尺寸求解,建立人机系统的运动学模型;

第三步:分析人机系统在调节杆处于不同位置下,它们运动参数与曲柄转动角度的关系,以及它们的运动规律,以及运动学的逆分析用于对机器人的控制;

第四步:根据脚踏位置推导出骸关节、膝关节和躁关节的位置参数进行腿部的运动学逆分析;

第五步:利用拉格朗日法建立了人机系统的动力学模型,得出机器人机构和人体下肢的动力学方程;

第六步:使用牛顿解析法建立机器人在正常工作状态下的受力模型,探讨机器人机构在工作状态下,各个零件的受力状态。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

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