下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合分析与仿真

作者:李金良; 张斌; 舒翰儒; 薛明远; 刘阿健
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由下肢外骨骼组成的连杆在辅助人体运动时,由于自身的柔性,会发生弹性变形,影响整个行走轨迹的位置精度以及控制的实时性和准确性。对于所设计的下肢外骨骼康复机器人,首先通过步态仿真验证了模型的正确性,然后建立了其刚柔耦合动力学模型。基于刚柔耦合动力学模型,通过ADAMS和ANSYS完成了摇摆阶段刚柔耦合动力学联合仿真,获得了其动态变形误差数据。结果表明,Y方向和Z方向的位移误差以及整体位移误差分别在-38~3.6mm、-7.5~3mm和-6~14.5mm波动。与其他两个方面相比,Y方向上的位移误差最大,在允许的误差范围内。验证了下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合模型的正确性和合理性,为后续的结构优化和控制系统设计提供了参考依据。