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国家自然科学基金(61273342)

作品数:10 被引量:58H指数:5
相关作者:李剑锋徐成辉李世才王飒袁树峥更多>>
相关机构:北京工业大学上海交通大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金北京市自然科学基金北京市科技计划项目更多>>
相关领域:机械工程自动化与计算机技术医药卫生更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 5篇机械工程
  • 4篇自动化与计算...
  • 3篇医药卫生

主题

  • 6篇关节
  • 4篇康复
  • 3篇踝关节
  • 3篇外骨骼
  • 3篇康复机构
  • 3篇UPS
  • 3篇并联机构
  • 2篇运动学
  • 2篇刚度
  • 2篇刚度特性
  • 2篇RRR
  • 1篇雅克比矩阵
  • 1篇运动特性
  • 1篇运动性能
  • 1篇运动学模型
  • 1篇人体上肢
  • 1篇桥式
  • 1篇人机
  • 1篇人机交互
  • 1篇人机交互作用

机构

  • 8篇北京工业大学
  • 1篇上海交通大学

作者

  • 8篇李剑锋
  • 4篇李世才
  • 4篇徐成辉
  • 2篇王飒
  • 1篇范金红
  • 1篇赵言正
  • 1篇马春敏
  • 1篇闫维新
  • 1篇袁树峥
  • 1篇于洋
  • 1篇赵宏伟
  • 1篇潘根

传媒

  • 2篇上海交通大学...
  • 2篇机械设计与制...
  • 1篇自动化学报
  • 1篇北京工业大学...
  • 1篇机器人
  • 1篇哈尔滨工程大...
  • 1篇Chines...
  • 1篇工业技术创新

年份

  • 1篇2018
  • 3篇2017
  • 2篇2016
  • 3篇2015
  • 1篇2014
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
膝关节康复外骨骼构型综合与结构设计被引量:6
2017年
为了探讨膝关节自适应性康复外骨骼机构构型综合与结构设计问题,本文基于人体膝关节屈伸运动实验采集的数据,提取出膝关节运动瞬时螺旋参数;根据膝关节生理结构和膝关节螺旋轴的瞬变特性考究,建立人体膝关节的运动学模型。结合人-机运动相容性、人-机闭链自由度和人-机约束力矩作用性质分析,提出一种与人体膝关节运动相容的康复外骨骼机构构型;考虑结构简单性和穿戴舒适性,对膝关节康复外骨骼装置进行了结构设计,获得了一套可自适应人体膝关节转动轴线运动特性的膝关节康复外骨骼机构。
李剑锋黄相强陶春静王飒季润
关键词:自适应螺旋轴构型综合外骨骼
人体上肢运动的雅克比矩阵与灵活性分析被引量:4
2014年
为了解人体上肢的运动学属性和操作能力,结合上肢解剖结构分析和国际生物力学学会提出的上肢运动描述方法,建立了人体右侧上肢的运动学模型.该模型包含了胸锁关节、盂肱关节和肘关节的运动,并将肩锁关节与肩胛胸壁关节的运动等效为上肢带骨运动.根据人体上肢关节的运动耦合关系推导了上肢关节与腕点间的速度雅克比矩阵,并对人体右上肢在冠状面、矢状面和水平面内的运动灵活性进行了分析.结果表明:影响腕点运动的独立关节参数少于上肢自然运动轴的数目,对应于上肢抬升角取值域的变化,雅克比矩阵有3种不同的结构形式;上肢在冠状面、矢状面和水平面内运动时,伸展位形区域的指标值小于屈曲位形区域的指标值,在屈曲位形区域人体上肢具有更好的运动灵活性.
李剑锋袁树峥范金红陶春静马春敏季润
关键词:人体上肢运动学模型雅克比矩阵
基于3-UPS/RRR的并联踝关节康复机构及其性能分析被引量:8
2016年
基于踝关节的生理解剖结构和运动特性分析,提出了一种适用于踝关节康复的3自由度3-UPS/RRR并联机构.该机构采用三个主动支链倾斜布置避开了机构的奇异位形,能满足踝关节康复运动需要,同时约束支链和动平台的设计使机构的转动中心与患者的踝关节转动中心重合.应用解析法得到了机构的位置反解,建立了速度雅可比矩阵和静力雅可比矩阵,求解了机构的工作空间.基于雅可比矩阵,仿真分析了机构的运动学性能和静力学性能.结果表明在规定的工作空间内机构具有良好的可操作性、运动灵活性、刚度特性和力矩传递性能.最后运用牛顿–欧拉法建立了机构的逆动力学方程,得到了驱动力、约束力与运动参数的关系,并给出了仿真实例.
李剑锋徐成辉陶春静季润李世才张兆晶
关键词:并联机构
Structure Design of Lower Limb Exoskeletons for Gait Training被引量:11
2015年
Due to the close physical interaction between human and machine in process of gait training, lower limb exoskeletons should be safe, comfortable and able to smoothly transfer desired driving force/moments to the patients. Correlatively, in kinematics the exoskeletons are required to be compatible with human lower limbs and thereby to avoid the uncontrollable interactional loads at the human-machine interfaces. Such requirement makes the structure design of exoskeletons very difficult because the human-machine closed chains are complicated. In addition, both the axis misalignments and the kinematic character difference between the exoskeleton and human joints should be taken into account. By analyzing the DOF(degree of freedom) of the whole human-machine closed chain, the human-machine kinematic incompatibility of lower limb exoskeletons is studied. An effective method for the structure design of lower limb exoskeletons, which are kinematically compatible with human lower limb, is proposed. Applying this method, the structure synthesis of the lower limb exoskeletons containing only one-DOF revolute and prismatic joints is investigated; the feasible basic structures of exoskeletons are developed and classified into three different categories. With the consideration of quasi-anthropopathic feature, structural simplicity and wearable comfort of lower limb exoskeletons, a joint replacement and structure comparison based approach to select the ideal structures of lower limb exoskeletons is proposed, by which three optimal exoskeleton structures are obtained. This paper indicates that the human-machine closed chain formed by the exoskeleton and human lower limb should be an even-constrained kinematic system in order to avoid the uncontrollable human-machine interactional loads. The presented method for the structure design of lower limb exoskeletons is universal and simple, and hence can be applied to other kinds of wearable exoskeletons.
LI JianfengZHANG ZiqiangTAO ChunjingJI Run
关键词:外骨骼下肢步态人机交互作用运动特性
并联2-UPS/RRR踝关节康复机构及运动性能分析被引量:24
2016年
为了帮助患者恢复踝关节运动能力,在分析现有踝关节康复机器人机构的基础上,提出了一种简单、实用的3自由度2-UPS/RRR并联机构.该机构约束支链与动平台的设计,保证了机构的旋转中心与不同患者的踝关节旋转中心重合.计算了自由度,并应用解析法给出了机构的运动学逆解,建立了速度雅可比矩阵,通过对驱动参数的限定,求解了满足训练要求的机构工作空间.最后基于雅可比矩阵,仿真分析了机构的运动学性能,结果表明在规定的工作空间内机构具有良好的可操作性、运动灵活性和刚度特性.而且机构采用非冗余电动机驱动,结构简单,有效避免了支链间不必要的干涉,减小了整个机构的占用体积,相比当前的踝关节康复机构更具优势.
李剑锋李世才陶春静季润徐成辉张兆晶
关键词:并联机构刚度特性
基于桥式放大机构的薄膜致动器设计
2018年
提出了一种基于桥式放大机构的柔性薄膜致动器设计.该设计采用桥式放大机构提高致动器位移输出特性,利用并联耦合连杆机构降低输出漂移.采用理想模型和弹性梁理论,对薄膜致动器的运动学特性与形变位移模型建模,深入探究机构位移放大比和输出漂移误差.中心旋转对称式的机构拓扑构型,降低热变产生的寄生位移.通过ANSYS有限元模拟以及样机实验,验证致动器机构设计和位移放大比.采用MEMS工艺设计的样机,最大输出位移为50μm,位移放大比为23.设计参数满足约束要求时,机构输出位移大小只与并联输入位移的均值相关,径向位移不会因输入位移大小的差异产生.
刘积昊闫维新李培兴潘根赵言正
2-UPS/RR并联髋关节助力机构及运动性能被引量:2
2017年
为了帮助髋关节受损的患者完成行走运动,提出了一种适用于髋关节助力的2-UPS/RR并联机构.该机构不仅可以满足髋关节助力所需要的前屈/后伸、内收/外展、内旋/外旋运动,还可以保证机构的旋转中心与不同患者的髋关节旋转中心重合.计算了自由度,并应用解析法给出了机构的位置反解,建立了速度雅克比矩阵,通过对驱动参数的限定,求解了机构的工作空间.最后,基于雅克比矩阵,对比分析了分别驱动移动副和虎克副2根旋转轴时机构的运动学性能.结果表明:在规定的工作空间内驱动移动副时,机构具有良好的可操作性、运动灵活性和刚度特性.相比当前的髋关节助力机构,其结构简单,有效避免了支链间不必要的干涉,减小了整个机构的占用体积.设计的该机构适合髋关节助力训练.
李剑锋李世才陶春静季润徐成辉张兆晶
关键词:并联机构可操作度刚度特性
并联3-RRS踝关节康复机构及运动分析被引量:6
2015年
通过分析现有踝关节康复机器人所存在的缺陷。提出一种结构简单,能够同时完成主\被动康复运动、具有远程转动中心的对称3-RRS并联康复机构。该机构能具有三自由度定点转动功能,可以完成踝关节康相应的背屈\跖屈,外展\内收,内翻\外翻康复运动。运用螺旋理论分析了机构可以在工作空间内任意位姿都可以实现3维转动的机构学原理,并计算了机构的自由度。运用球面几何理论完成了机构的正反解的推导。通过数值算例,验证了机构是满足踝关节康复要求的。
李大顺李剑锋王飒张琪涣
关键词:康复机构运动学
RV传动的可靠性分析及结构设计被引量:4
2017年
基于RV传动受力分析,对关键零件进行静强度可靠性分析,结合可靠度模型计算其可靠度。通过可靠性分析,得到结构尺寸与关键零件可靠度之间的关系。在可靠度不满足要求时,通过改变关键部件结构尺寸来满足可靠度,从而完成RV关键部件的可靠性结构设计。基于可靠性分析,进一步分析可靠度与轴承尺寸和轴径之间的关系。实例计算表明,在额定状态下,齿轮与悬臂轴承的可靠度较低。基于悬臂轴承可靠性结构设计的方法,给出了提高其可靠度的两种方案。同时获得曲柄轴轴径的约束条件。
郭合朋李剑锋
关键词:RV传动可靠性分析
基于被动连接关节的下肢康复外骨骼机构设计被引量:2
2015年
传统的下肢外骨骼机构设计一般基于人机关节对应、杆长一致的设计理念,但是从机构学角度来看,这是一种过约束的人机闭链机构,存在人机运动干涉的弊端。本文探索了人机相容的下肢外骨骼机构的设计方法。基于人体下肢关节运动学特性建立下肢运动学刚体模型,使用Hunt多环空间机构自由度公式设计下肢康复外骨骼机构自由度配置方案。根据自由度配置方案进行下肢外骨骼机构构型与综合,获得9种人机相容的下肢外骨骼机构自由度配置方案,选出最优方案,最终构型出优化的下肢康复外骨骼机构。
张琪涣李剑锋陶春静季润李世才赵宏伟张兆晶于洋徐成辉
关键词:下肢外骨骼相容性康复
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