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作者:张广宇;李锐鹏;杨其华;高升;
单位:中国计量大学机电工程学院;
摘要:针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间点云图,验证其工作空间的合理性。基于牛顿-欧拉和拉格朗日方程对上肢康复机械臂进行动力学建模,推导了上肢康复机械臂力矩计算公式。将Adams动力学仿真与理论公式计算获取的各关节力矩值进行对比分析,计算两者之间的误差。实验结果表明,理论力学公式计算结果与Adams仿真结果误差值在0.1 N·m以内,各关节的误差均在5%以内。实验结果验证了理论力学公式的正确性,为后续控制系统的建立和实物样机的制作提供了可靠的理论依据。
关键词:上肢康复机械臂;;运动学模型;;力学模型;;蒙特卡洛法;;牛顿-欧拉方程;;动力学仿真
基金资助:国家自然科学基金项目(52005473);; 浙江省自然科学基金项目(LQ20E050018)