能量辅助骨骼服NAEIES的开发 被引量：27

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作者 归丽华 杨智勇 +2 位作者 顾文锦 张远山 杨秀霞 《海军航空工程学院学报》 2007年第4期467-470,共4页

骨骼服是一种辅助人承受负载,有效增强人的负重能力,并帮助人们在各种地形条件下行走,结合了人的智能和机械动力装置的机械能量的一种人机结合的机器人.文章介绍了海军航空工程学院开发的能量辅助骨骼服(NAEIES)的系统组成及工作原理.NA... 骨骼服是一种辅助人承受负载,有效增强人的负重能力,并帮助人们在各种地形条件下行走,结合了人的智能和机械动力装置的机械能量的一种人机结合的机器人.文章介绍了海军航空工程学院开发的能量辅助骨骼服(NAEIES)的系统组成及工作原理.NAEIES采用上肢控制下肢的原理,通过测量上肢的运动信息,控制下肢膝关节的运动,而下肢髋关节的运动则通过气弹簧来巧妙地实现,良好的实现了骨骼服在承载的同时,跟踪人的行走步态. 展开更多

关键词 能量辅助 人机结合 骨骼服 机器人 外骨骼

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能量辅助骨骼服的研究现状及发展趋势 被引量：6

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作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 张静 方登建 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第5期41-49,共9页

借助外部智能装置提高自身能力是人类不断追求的目标,其表现形式之一为通过穿戴人机同型机器人(骨骼服)以增强人体能力。综合国内外文献发现,当前能量辅助骨骼服的研究已逐渐进入高潮期,但是仍然有许多亟待解决的关键技术,例如人体意图... 借助外部智能装置提高自身能力是人类不断追求的目标,其表现形式之一为通过穿戴人机同型机器人(骨骼服)以增强人体能力。综合国内外文献发现,当前能量辅助骨骼服的研究已逐渐进入高潮期,但是仍然有许多亟待解决的关键技术,例如人体意图判断、骨骼服机械结构设计、能耗的降低以及穿戴舒适性的提高等。详细阐述了能量辅助骨骼服,特别是下肢能量辅助骨骼服在国内外的研究现状,探讨了骨骼服在结构形式、能源驱动、生物传感等方面的发展方向。 展开更多

关键词 外骨骼机器人 骨骼服 能量辅助 人机结合

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骨骼服灵敏度放大控制方法研究 被引量：7

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作者 杨智勇 张远山 +1 位作者 顾文锦 杨秀霞 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第1期177-180,共4页

为了减少操作者和骨骼服之间的传感器,并在减小操作者施加力矩、提高操作者舒适度的情况下,实现骨骼服跟踪操作者的运动,研究了一种骨骼服灵敏度放大控制方法。利用Matlab的SimMechanics工具箱建立了骨骼服的摆动腿的单自由度和三自由... 为了减少操作者和骨骼服之间的传感器,并在减小操作者施加力矩、提高操作者舒适度的情况下,实现骨骼服跟踪操作者的运动,研究了一种骨骼服灵敏度放大控制方法。利用Matlab的SimMechanics工具箱建立了骨骼服的摆动腿的单自由度和三自由度模型,作为控制对象,根据骨骼服的数学模型设计了灵敏度放大控制器,以PID控制器仿真实现人机之间的交互模型。仿真结果表明:骨骼服运动过程中,在驱动器施加较大力矩的情况下,操作者只需很小的力矩就可以摆动骨骼服,能够有效降低操作者的能量消耗,是一种行之有效的控制方法。 展开更多

关键词 外骨骼 机器人 灵敏度放大控制 人机结合

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骨骼服直接力控制方法研究与仿真 被引量：6

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作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 杨秀霞 顾文锦 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第24期7868-7872,共5页

骨骼服是一种将机械动力装置的机械能量与人的智能相结合的机器人。骨骼服控制中的难点问题是,能够有效控制骨骼服使其跟随人体运动,并保持人机之间的作用力最小。针对该问题提出了一种直接力控制策略,其特征有两点,一是在人机之间安装... 骨骼服是一种将机械动力装置的机械能量与人的智能相结合的机器人。骨骼服控制中的难点问题是,能够有效控制骨骼服使其跟随人体运动,并保持人机之间的作用力最小。针对该问题提出了一种直接力控制策略,其特征有两点,一是在人机之间安装力传感器,使得控制器了解人的意图;二是控制器不需要精确的骨骼服数学模型,简单实用。仿真结果说明所设计的控制器能实现骨骼服对人体运动的跟踪,同时有效降低人机之间的作用力,并对环境变化和负荷变化具有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 骨骼服 直接力控制 人机结合 仿真

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基于位置内环的骨骼服力控制方法 被引量：4

5

作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 杨秀霞 顾文锦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期225-230,共6页

讨论一种基于位置内环的力控制方法,并将其应用于骨骼服的控制之中。首先,基于系统的静态模型建立骨骼服的位置控制内环,再采用多维力/力矩传感器测量操作空间中人作用于骨骼服的力/力矩信息,构造位置内环的参考输入信号,形成力控制外环... 讨论一种基于位置内环的力控制方法,并将其应用于骨骼服的控制之中。首先,基于系统的静态模型建立骨骼服的位置控制内环,再采用多维力/力矩传感器测量操作空间中人作用于骨骼服的力/力矩信息,构造位置内环的参考输入信号,形成力控制外环,并对人体负荷情况下的蹲起动作进行仿真实验。研究结果表明:该方法无需系统精确的动态模型,就能控制骨骼服跟随人体运动,并保持人体对骨骼服的作用力最小;所设计的控制器是有效的,并对环境变化和负荷变化具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 骨骼服 力控制 人机结合 位置内环

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变刚度柔顺驱动器及其在能量辅助骨骼服中的应用 被引量：3

6

作者 杨智勇 方登建 张静 《海军航空工程学院学报》 2013年第5期459-465,共7页

能量辅助骨骼服是一种典型的人机交互系统,用于辅助人体进行能量放大,已经成为近十年来国内外研究的热点,但目前在骨骼服的安全性、能量效率和辅助效率等方面研究普遍不足。文章综合归纳了柔顺驱动器和变刚度柔顺驱动器的一些基本概念,... 能量辅助骨骼服是一种典型的人机交互系统,用于辅助人体进行能量放大,已经成为近十年来国内外研究的热点,但目前在骨骼服的安全性、能量效率和辅助效率等方面研究普遍不足。文章综合归纳了柔顺驱动器和变刚度柔顺驱动器的一些基本概念,分析了几种变刚度柔顺驱动器的特点及应用,并得到结论:变刚度柔顺驱动器具有最大限度的吸收冲击力、安全地与用户交互、内置被动弹性元件从而具有储存和释放能量的能力等特点。因此,在骨骼服系统中,应用变刚度柔顺驱动器已成为骨骼服发展的必然趋势。最后,指出了变刚度柔顺驱动器在骨骼服应用中的研究方向。 展开更多

关键词 外骨骼 骨骼服 能量辅助 变刚度 柔顺驱动器 人机交互

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柔性外骨骼服装面料的性能 被引量：2

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作者 王子帅 傅宏俊 钟智丽 《上海纺织科技》 北大核心 2020年第11期9-12,32,共5页

为了研究柔性外骨骼服可选用的面料,通过比较刚性和柔性外骨骼的优势,指出纺织品同样可应用于柔性外骨骼服装的制作。综述了国外最新柔性下肢外骨骼的特点以及采用纺织品的面料和性能,提出将潜水料应用到柔性外骨骼服装中。测试了潜水... 为了研究柔性外骨骼服可选用的面料,通过比较刚性和柔性外骨骼的优势,指出纺织品同样可应用于柔性外骨骼服装的制作。综述了国外最新柔性下肢外骨骼的特点以及采用纺织品的面料和性能,提出将潜水料应用到柔性外骨骼服装中。测试了潜水料的基本性能、外观形态、舒适性能及物理机械性能,并与棉织物进行对比。结果表明:潜水料比棉织物硬挺,折痕回复性较好,保暖性好,弹性好,强度高;3种潜水料中,SCR潜水料的综合性能更加优越,是柔性外骨骼服装非直接受力部位的首选面料。 展开更多

关键词 医用纺织品 舒适性 机械性能 柔性外骨骼 功能服 潜水料

原文传递

骨骼服神经网络灵敏度放大控制方法 被引量：2

8

作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 杨秀霞 顾文锦 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期824-829,共6页

针对骨骼服是一个多刚体、多自由度的非线性系统,想要建立其准确的数学模型十分困难的缺点,采用BP网络建立骨骼服的动力学模型,简化了模型的建立过程,提出了一种神经网络灵敏度放大方法,并通过Matlab的Simulink和SimMechanics工具进行... 针对骨骼服是一个多刚体、多自由度的非线性系统,想要建立其准确的数学模型十分困难的缺点,采用BP网络建立骨骼服的动力学模型,简化了模型的建立过程,提出了一种神经网络灵敏度放大方法,并通过Matlab的Simulink和SimMechanics工具进行了仿真,仿真结果说明了方法的可行性。 展开更多

关键词 自动控制技术 机器人学 骨骼服 人机结合 神经网络 灵敏度控制

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骨骼服虚拟力控制方法研究 被引量：2

9

作者 杨智勇 归丽华 +1 位作者 杨秀霞 顾文锦 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期365-369,377,共6页

针对骨骼服运动中控制指令信息难以获取这一问题,提出了一种利用安装在操作者和骨骼服之间的多维力/力矩传感器来估计骨骼服参考轨迹的方法。为了控制骨骼服跟随操作者的运动,并保持人机之间的作用力最小,以达到辅助承重的目的,提出了... 针对骨骼服运动中控制指令信息难以获取这一问题,提出了一种利用安装在操作者和骨骼服之间的多维力/力矩传感器来估计骨骼服参考轨迹的方法。为了控制骨骼服跟随操作者的运动,并保持人机之间的作用力最小,以达到辅助承重的目的,提出了一种虚拟力控制策略。该方法首先利用力/力矩传感器的测量信息构建骨骼服在关节空间的关节控制力矩,然后产生控制骨骼服在操作空间运动的虚拟力,从而控制骨骼服在操作空间的轨迹跟随操作者的运动。证明了其稳定性,并给出了仿真结果。仿真结果表明,所设计的控制器能实现骨骼服对人体运动的跟踪,并有效降低人机之间的作用力。 展开更多

关键词 骨骼服 虚拟力控制 人机系统

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基于重力补偿的下肢骨骼服位置控制研究 被引量：5

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作者 朱宇光 张远山 +1 位作者 杨智勇 杨秀霞 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第11期156-158,208,共4页

关于机器人优化控制的研究,针对下肢动力特性优化进行重点解决。下肢骨骼服是一种能够显著增强人的负重能力的机器人,它能够将人的智能和机器的机械能结合起来。根据人体运动数据(CGA)将下肢骨骼服的运动划分为摆动和支撑两个阶段,分析... 关于机器人优化控制的研究,针对下肢动力特性优化进行重点解决。下肢骨骼服是一种能够显著增强人的负重能力的机器人,它能够将人的智能和机器的机械能结合起来。根据人体运动数据(CGA)将下肢骨骼服的运动划分为摆动和支撑两个阶段,分析了这两个阶段的运动特点。为了增加负荷和系统的稳定性,提出了骨骼服的运动模型,并针对下肢骨骼服支撑阶段的特点,采用位置控制方法进行控制。采用MATLAB中的s-function编写相应的仿真程序并搭建simulink模型进行仿真。仿真结果显示所设计的控制器能够使骨骼服准确迅速得跟踪人体运动,并能够显著减小人所施加的力矩,表明所设计的控制器是有效的。 展开更多

关键词 下肢骨骼服 位置控制 人机作用力

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基于跟踪微分器的骨骼服阻抗控制方法

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作者 杨智勇 曹恒 +2 位作者 顾文锦 杨秀霞 凌正阳 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期926-931,共6页

将阻抗控制方法引入骨骼服的控制中,利用人机之间安装的多维力/力矩传感器的测量信息来估计参考轨迹。针对由于普通差分方法引起噪声放大,使得参考速度和参考加速度不可用的问题,利用两级跟踪微分器获得包含测量噪声情况下的光滑的参考... 将阻抗控制方法引入骨骼服的控制中,利用人机之间安装的多维力/力矩传感器的测量信息来估计参考轨迹。针对由于普通差分方法引起噪声放大,使得参考速度和参考加速度不可用的问题,利用两级跟踪微分器获得包含测量噪声情况下的光滑的参考速度和参考加速度信号,从而实现所设计的阻抗控制。该方法能控制骨骼服跟随人体运动,同时保持人体对骨骼服的作用力最小,减轻人体的能量消耗。采用该方法对人体负荷情况下的蹲起动作进行仿真实验,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可行性,以及对人体刚度参数估计不准和负荷变化具有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 骨骼服 阻抗控制 人机结合 跟踪微分器

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