国家自然科学基金(51205182)
- 作品数：25 被引量：111H指数：7
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- 相关机构：南京工程学院东南大学徐州工程学院更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程医药卫生金属学及工艺更多>>
- 面向下肢助力外骨骼的脚底测力系统研究被引量：1
- 2017年
- 要实现下肢助力外骨骼机械腿对穿戴者的运动跟随及有效助力,通过检测穿戴者脚底力变化信息进行运动意图识别是非常关键的环节。针对下肢助力外骨骼机器人的控制需求,提出了一种鞋垫式脚底测力系统。进行了脚底测力系统本体设计及传感器信号调理电路的设计,并进行了脚底测力系统的实验研究。设计出的脚底测力系统应用于下肢助力外骨骼机械腿控制中,实验结果表明,脚底测力系统检测出的足底压力变化信息能很好的实现外骨骼机械腿的控制。
- 郝大彬韩亚丽朱松青杨虞融徐强
- 关键词：传感器足底压力
- 膝关节康复机械腿的摆动控制研究被引量：1
- 2020年
- 针对膝关节康复外骨骼的摆动训练需求,对外骨骼机械腿的人机交互控制策略进行了研究,并对现有下肢康复外骨骼的控制策略进行了归纳,提出了一种基于导纳原理的等效惯量补偿控制方法。首先,根据人体膝关节康复训练具有周期重复性的特点,在等效惯量补偿控制方法中引入自适应频率振荡器,从而在穿戴者摆腿运动中获取了稳定的频率及相位运动模式信息;然后,对穿戴者的下肢关节力矩进行了估计,生成了一个同周期的助力力矩,且在相位上和穿戴者下肢的肌肉力矩趋于同步;最后,对膝关节外骨骼机械腿进行了补偿控制及先慢-后快-再变慢的运动控制实验研究。研究结果表明:外骨骼机械腿能模拟康复运动所需模式,并拥有良好的摆动效果。
- 周一鸣韩亚丽吴枫
- 新型多模式弹性驱动器的弹跳性能研究被引量：5
- 2016年
- 基于人体肌肉的仿生驱动机制,提出一种多模式弹性驱动器,采用电动机带动丝杆螺母串联弹簧,结合相应的刹车离合装置,实现驱动器不同模式的运动,并对其运动模式进行分析;建立弹性强驱动器的动力学方程,进行简谐激励下的弹跳运动研究,并进行不同负载、不同弹性系数下的弹跳运动仿真分析;进行弹性驱动器的运动性能试验研究,分别对弹性驱动器的刹车力、连续弹跳及单次跳跃进行试验,结果表明,弹性驱动器能实现有效刹车,在简谐激励下能实现良好的连续弹跳,在输入的双曲正切信号控制下,能实现良好的单次弹跳;多模式弹性驱动器研究对对深入理解仿生驱动器的运动机理提供了重要的理论基础。
- 韩亚丽郝大彬于建铭祁兵宋爱国朱松青
- 液压驱动下肢外骨骼系统设计与控制研究
- 2022年
- 研究基于液压驱动的下肢外骨骼机器人,旨在实现人体下肢的运动康复。设计结构紧凑型液压驱动下肢外骨骼整体机构。建立了下肢外骨骼多连杆机构模型,基于拉格朗日法对模型进行动力学分析。针对下肢外骨骼的快速随动控制提出了一种滑模控制器,并运用MATLAB进行了控制仿真模拟,仿真结果表明,外骨骼采用该控制算法具备良好的跟踪效果。搭建了外骨骼系统软硬件平台,通过预设步态跟踪控制实验,验证了机构的合理性与控制算法的有效性。
- 孙翰韩亚丽李沈炎史传棋
- 关键词：下肢外骨骼液压驱动滑模控制
- 膝关节助力机械腿跟随运动控制研究
- 2016年
- 膝关节助力机械腿是一种穿戴在下肢外部、对穿戴者膝关节进行助力的外骨骼机器人.为了实现膝关节助力机械腿对穿戴者的快速跟随,设计制作肌电信号检测电路,通过检测穿戴者的腿部肌电信号来对其运动意图进行判别,组合扭矩传感器输出结果对机械腿进行PID控制,并对机械腿的运行状况进行监测与运动输出.试验结果表明,机械腿能实现对穿戴者摆腿运动的快速跟随.
- 时煜王志亮许有雄韩亚丽周洲郝大彬朱松青
- 关键词：机器人肌电信号PID控制
- 基于人体生物力学的低功耗踝关节假肢的设计与仿真被引量：18
- 2013年
- 根据对人体踝关节运动生物力学的研究结果,设计了一种新型的主、被动相结合的低功耗的踩关节假肢.通过对人体行走过程中踝关节角度-力矩变化关系的特征分析、运动关系的理想化及运动过程的分解,把人体平地慢速行走运动分为触地缓冲跖屈、身体前移背屈、蹬地前行跖屈及摆动4个阶段的运动过程,采用串联弹性驱动器系统及并联弹簧模拟此运动过程,并进行由串联弹性驱动器系统、并联弹簧机构等组成的踝关节假肢的机构设计.在建立的SolidWorks、ADAMS虚拟样机联合仿真平台上进行了踝关节假肢的运动仿真,结果表明,该踝关节假肢能够实现预期的运动轨迹,验证了机构设计的合理性.
- 韩亚丽贾山王兴松
- 关键词：运动仿真
- 基于踝关节处人机位姿误差的外骨骼摆动腿控制被引量：4
- 2015年
- 提出了一种外骨骼整机运动控制策略,并重点介绍了外骨骼摆动腿的运动规划与PD(比例-微分)控制.作为外骨骼摆动腿运动规划的依据,踝关节处人机位姿误差检测仅需要在腰部与踝足部进行人机绑定,降低了对穿戴者运动的限制与控制系统的复杂性.通过Adams与Matlab验证了作为外骨骼摆动腿PD控制器设计基础的外骨骼动力学模型的正确性.引入卡尔曼滤波器预测穿戴者摆动腿的运动可以在有限的采样频率下改善控制精度.实验结果表明,该方法能有效识别穿戴者摆动腿的运动意图并驱动外骨骼髋、膝关节实现人机踝关节轨迹的跟踪,可用于下肢外骨骼摆动腿的控制.
- 贾山王兴松路新亮徐继刚韩亚丽
- 关键词：外骨骼PD控制器
- 面向助力机器人设计的人体负重楼梯行走下肢运动研究被引量：3
- 2013年
- 利用Motion Analysis公司开发的步态分析系统对12名测试对象分别进行不同负重(0kg,10kg,20kg,30kg)的上楼梯行走实验,检测出上楼梯过程中,下肢关键点的三维坐标值及脚底与地面间的反作用力及力矩,通过建立人体下肢动力学模型,获得行走过程中下肢各关节的运动学及动力学行走数据,并分析出随着负重的增加,下肢各关节的运动变化特征。揭示了人体不同负重上楼梯过程中下肢各关节的运动机理,获得的运动学及动力学数据为下肢助力机器人的设计提供了重要的理论依据。
- 韩亚丽赵国平高海涛朱松青
- 基于导纳控制的膝关节外骨骼摆动控制研究被引量：11
- 2016年
- 针对膝关节外骨骼机械腿运动过程中对操作者的运动跟随问题,提出了一种基于导纳原理的等效惯量补偿控制方法.设计导纳控制器将外骨骼与操作者间的交互力矩转化为期望的运动轨迹;通过低通滤波加速度与惯量增益的乘积形成的闭环反馈实现等效惯量补偿;结合腿部肌肉表面肌电信号进行人体摆腿运动换向的预判,实施膝关节外骨骼机械腿的摆动控制,实验结果表明,膝关节外骨骼与受试者之间的关节角度相对误差为±12%,膝关节外骨骼机械腿对受试者的摆腿运动能实现较好的运动跟随.
- 韩亚丽许有熊高海涛朱松青时煜
- 关键词：交互控制
- 表征被动双足行走的二维无边轮辐的动力学及稳定性分析被引量：1
- 2015年
- 为验证具有被动行走特征的二维无边轮辐稳定极限环的存在,使静止于斜坡上的无边轮辐以不同的初始运动条件开始运动,对其进行运动学及动力学分析,建立表征被动双足行走理论的无边轮辐模型的无碰撞阶段运动方程及碰撞瞬间切换方程.利用庞加莱映射理论进行斜坡上滚动的无边轮辐运动稳定性分析,结果表明,不动点与极限环为轮辐运动稳定性的表征参数,且不动点与极限环的存在与轮辐的辐条数目、惯性矩参数、运动初始条件和斜坡角度有关.利用M ATLAB软件对不动点与极限环的存在进行仿真分析,验证了在一定的斜坡角度和初始运动条件下无边轮辐可实现稳定持续的下坡滚动.基于无边轮辐模型可建立斜坡上行走的无驱动被动双足行走模型,将下坡时由重力提供的驱动力等同于主动驱动力施加到平面上行走的无驱动被动双足行走模型,可以减少驱动能量损耗及简化行走控制理论.
- 奚如如王兴松韩亚丽
- 关键词：不动点极限环
