可穿戴式下肢康复外骨骼机器人步态规划及仿真

谢海胜，陈岱民

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

可穿戴式下肢康复外骨骼机器人步态规划及仿真

谢海胜1，陈岱民2

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

通过分析人的下肢各关节的特征及自由度，设计可穿戴式下肢康复外骨骼机器人结构，利用CAD软件solidworks进行三维建模。为了实现可穿戴式下肢康复外骨骼机器人稳定行走功能，本文运用零力矩点(ZMP)判断依据进行步态规划。在机器人进行步态规划时采用三次样条插值法得到可穿戴式下肢康复外骨骼机器人各关节的平滑运动轨迹，同时，摆动腿在运动过程中脚底与地面始终平行。最后在ADAMS软件中建立可穿戴式下肢康复外骨骼机器人的虚拟样机进行运动学仿真。

可穿戴式下肢康复外骨骼机器人;步态规划;ADAMS

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可穿戴式下肢康复外骨骼机器人，是能够帮助下肢残疾或下肢瘫痪患者像正常人一样行走的人机一体化系统。近年来，因交通事故而造成下肢肢体损伤的人数越来越多，社会人群正在进入老龄化。因此，可穿戴式下肢康复外骨骼机器人的研究对于支持残疾人事业具有现实的意义，并将产生明显的社会效益。

步态规划是可穿戴式下肢康复外骨骼机器人能够实现稳定行走的一个重要组成部分。目前基于零力矩点(Zero Moment Point)进行步态规划常用到两种方法:第一种方法是先规划出期望的ZMP轨迹，然后再确定可穿戴式下肢康复外骨骼机器人腿部各关节的运动;第二种方法是根据双足和重心的运动轨迹来确定ZMP轨迹。……