下肢外骨骼机器人步态控制策略研究

"这篇上海交通大学的硕士学位论文主要探讨了下肢外骨骼机器人的控制策略，特别是基于步态分析的控制方法。论文详细介绍了伺服电机的高精度运行特性，以及如何通过三次样条插值实现IKHZ的控制频率。在步态分析的控制策略部分，论文阐述了如何利用单关节控制实现多关节的协同工作，确保四个电机的联合运动，并强调了对外骨骼机器人电机运行状态监控的重要性。 在3.2.1章节中，提出了基于步态分析的轮廓位置模式控制策略。该策略关注于单关节控制，并结合电机的绝对位置进行控制。论文指出，电机的光电编码器具有500脉冲/周期的分辨率，控制器则以4倍频处理，从而电机可以实现0.18度的精细位置控制。为了确保有效控制，论文还提到了电机绝对零位的标定方法，即利用电机内置控制器进行零点标定。 论文还涉及了髋关节和膝关节驱动器行程长度与关节角度变化的关系，通过驱动器的直线运动转换关节的旋转运动，以此控制关节的角度位置。分析了弹性驱动器行程长度的变化，以防止在关节角度变化时发生干涉，从而影响外骨骼机器人的整体性能。 此外，论文还揭示了下肢外骨骼康复行走机器人在康复领域的应用价值，它可以克服传统康复技术的局限，提供个性化的康复程序，并记录步态数据以评估患者的行走康复进度。文中对外骨骼机器人的机械结构进行了优化设计，增强了机器人的柔性和避免了结构干涉。同时，进行了运动学和动力学分析，通过对比正常人步态来验证设计的合理性。" 这篇论文深入研究了下肢外骨骼机器人的关键控制技术，为未来相关领域的研究提供了理论基础和实践指导。