三关节机械臂路径规划研究.zip

摘要:本文研究的卧式下肢康复机器人是一种特殊的下肢康复设备，其主要用于对脑卒中患者的早前康复，也可用于为长期卧床的偏瘫患者做日常下肢活动康复，本文主要内容为康复机械臂的路径规划，先为不同身高的病人制定出不同的路径，再运用D-H参数法对机械臂和人体下肢分别进行运动学分析，然后对人机一体化系统进行运动学分析，来得出关节角的表达式，并且规定俩条路径（直线，半圆）计算出各个关节角度随时间变化的数值以及绘制出角变化的的曲线图，由此可解决三关节机械臂的路径规划问题。

关键词 机械臂；路径规划；运动学分析；D-H参数法

目录

摘要

Abstract

1 绪论-3

1.1 课题背景及研究意义-3

1.1.1 课题的背景-3

1.1.2 研究意义-4

1.2 下肢康复训练机器人研究进展-4

1.3 存在的问题与分析-5

1.4本文的主要研究要求-5

2 三关节腿部机械臂的机械系统-7

2.1机械系统介绍-7

2.2三关节机械臂的结构设计-8

2.3本章小结-8

3 康复运动的路径规划-9

3.1 路径规划的约束条件-9

3.2 机械臂的路径规划-10

3.2.1 直线路径的规划-10

3.2.2 半圆形路径规划-16

4.系统运动学分析-23

   4.1三关节机械臂运动学分析-23

   4.2人体下肢运动学分析-26

   4.3系统运动学分析-27

5 三关节机械臂的逆运动学反解-29

5.1 人机一体化参数值的规定-29

5.2 直线的逆运动学反解-29

5.2.1 直线路径的选取与角度计算-29

5.2.2 角变化曲线图-30

5.3 半圆形的逆运动学反解-31

5.3.1 上半圆形路径的选取与角度计算-31

5.3.2 角变化曲线图-33

5.3.3 下半圆形路径的选取与角度计算-34

5.3.4角变化曲线图-35

结论-37

致谢-38

参考文献-39