高适应性下肢外骨骼机器人的结构设计与分析

针对当前下肢外骨骼机器人适用范围有限及舒适性较差等问题,文中设计了一款具有高适应性的下肢外骨骼机器人,实现了腿部长度的连续调节;基于不同支撑周期内的系统受力状态,并综合考虑地面反力和人体驱动力影响,利用D-H参数法、拉格朗日方程建立了下肢外骨骼机器人的运动学与动力学模型;运用三角函数样条插值法对步态采集仪收集的人体步态数据进行优化,得到了髋、膝、踝各关节间的运动关系;对文中设计的下肢外骨骼机器人进行了动力学仿真,得到了其相应的关节角度变化、足底受力及系统运动状态,上述仿真结果验证了文中设计方案的有效性,并为后续驱动电机选型及控制系统设计提供实验依据.