下肢外骨骼机器人控制系统实现与实验研究

"系统平台软硬件实现-a course in large sample theory" 本文主要探讨的是下肢外骨骼机器人的控制系统实验研究，这是上海交通大学一篇硕士学位论文的主题。该研究建立了一个实验平台，用于验证外骨骼机器人的运动学、动力学特性和控制策略。论文的第四章详细介绍了系统的软硬件实现。 下肢外骨骼机器人控制系统包含了多个关键组成部分。首先，机械结构是机器人硬件的基础，它包括了伺服电机，这些电机连接到电机控制器，以驱动和操作机器人的各个关节。伺服电机配备有光电编码器，能够精确测量电机的旋转角度和速度，确保机器人的精确运动。电源为整个系统提供能量，而计算机作为上位机系统，负责控制和决策，收集人机交互信息并进行分析处理。 上位机系统通常采用PC，通过软件接口与下位机系统通信。下位机系统包括驱动系统（如EPOS控制器）和机械结构，它们直接与用户的下肢交互。EPOS控制器是一款高性能的数字位置控制器，以其标准化、灵活性、扩展性、模块化和易用性著称，特别适合带有增量式编码器的直流有刷电机。这种控制器能实现精确的位置和速度控制，是下肢外骨骼机器人控制系统的核心组件。 在实验过程中，设计了两种控制模式：轮廓位置模式和位置/速度模式。这两种模式分别用于测试和验证外骨骼机器人的不同控制策略。通过实验，研究人员不仅验证了控制策略的有效性，还为后续更复杂的人机交互控制策略的开发奠定了基础。 这篇论文的作者朱小标在导师谢叻教授的指导下，针对下肢外骨骼康复行走机器人进行了深入研究。论文的目的是优化机器人的设计，使其更加适合偏瘫患者的康复训练，克服传统康复方法的局限性，提供个性化的康复方案，并能够记录和评估康复效果。通过对正常人步态的分析，论文对外骨骼机器人的结构合理性进行了验证，以确保其能够辅助用户实现自然的行走动作。