





作者:蒋磊
定价:46元
印次:1-4
ISBN:9787302558293
出版日期:2022.01.01
印刷日期:2024.03.13
图书责编:郭赛
图书分类:学术专著
外骨骼机器人在单兵军事作战装备、医疗康复、救灾救援、公共安全、教育娱乐、重大科学研究等方面都有重要应用。在我国劳动力成本快速上涨,人口老龄化问题日益严重的形势下,外骨骼机器人发展的潜力巨大。本书在分析外骨骼机器人国内外研发现状的基础上,以中风患者的康复训练外骨骼机器人、下肢助力外骨骼机器人为例,重点介绍外骨骼康复训练机器人的机械设计、驱动方式与控制策略。介绍针对外骨骼机器人驱动器的自适应鲁棒控制的交叉耦合同步控制策略。同时介绍如何将深度学习技术融入外骨骼机器人操作者的行为动态分析中,提高外骨骼机器人的随动控制效率和准确率。 本书可以作为外骨骼机器人设计与开发等相关技术人员的参考书,对外骨骼机器人有兴趣的读者也可以从本书中得到启迪。
蒋磊,博士毕业于美国西弗吉尼亚大学机械工程系,目前在中国矿业大学(北京)从事专职教师工作,主要从事自适应控制,智能控制,外骨骼机器人方面的研究.
前言 随着机器人技术的快速发展,机器人已经深入人类生活的各个领域。机器人可以承担复杂多样的任务,代替或协助人类完成各项工作,大大提高了生产效率。外骨骼的概念来源于节肢动物为保护和支撑身体、帮助行动的坚硬外部结构。而人类则能通过机械传动和控制系统仿生出机械外骨骼,让人跑得更快、跳得更高、负重更多。机械外骨骼既能够帮助行动不便的人提高行动能力,也可以让正常人拥有更强的力量与更快的速度,完成更加困难的战斗或工业生产任务。 可穿戴型外骨骼机器人可以增强个人在完成特定任务时的能力,外骨骼机器人和操纵者组成的人机一体化系统具有更好的环境适应能力。未来的外骨骼机器人能够应用在单兵军事作战装备、医疗康复、救灾救援、公共安全、教育娱乐、重大科学研究等方面。随着我国劳动力成本快速上涨、人口红利逐渐消失,未来人体的机能需要不断提升,甚至要远远超越自身极限,外骨骼机器人发展潜力巨大。 在世界范围内,中风是造成神经永久性损伤的首要原因,其致死率排在心脏病和癌症之后,是目前造成人类死亡的第三大疾病。每年全世界约有1500万人新患中风,其中三分之一的患者因此失去生命。随着我国社会经济的发展与科技水平的提高,人们对于中风患者中风后的医疗质量寄予了更高的期望。中风患者更是希望通过中风后的康复治疗,恢复部分肢体功能,早日重新回归社会,重新拥有正常的生活与工作。目前我国中风患者的康复训练基本依靠治疗医师的帮助,但现有的医师数量与中风患者的数量比例极度失衡,昂贵的康复训练费用也使很多患者的治疗无法保证。科技的发展以及全社会不断加大对中风患者的关注,推动了康复训练外骨骼机器人的出现,这在很大程度上帮助中风...
第1章绪论1
1.1外骨骼机器人研究意义1
1.2外骨骼机器人研究现状2
1.3医用外骨骼机器人研究现状5
1.4外骨骼机器人控制策略现状8
1.5本章小结10
第2章扭绳驱动技术研究11
2.1扭绳驱动方式结构12
2.2扭绳驱动方式的数学模型13
2.3扭绳驱动方式数学模型的实验验证16
2.4本章小结25
第3章外骨骼机器人的机械设计26
3.1人体上肢解剖学结构26
3.2人体上肢动力学建模研究28
3.3外骨骼机器人设计标准33
3.4可穿戴外骨骼康复训练机器人的机械结构设计34
3.4.1目标人群的身材尺寸34
3.4.2上肢外骨骼康复训练机器人机械本体设计37
3.4.3上肢外骨骼康复训练机器人驱动结构设计40
3.4.4上肢外骨骼康复训练机器人肩部串联结构设计41
3.5本章小结43
目录外骨骼机器人控制原理与设计第4章外骨骼机器人控制研究44
4.1上肢外骨骼机器人单轴控制44
4.1.1系统建模45
4.1.2直流电机传递函数46
4.1.3扭绳传递函数48
4.2双端反向对拉扭绳驱动器的初始化50
4.3扭绳驱动关节同步控制研究52
4.3.1扭绳驱动关节同步系统实验装置52
4.3.2扭绳驱动关节同等控制策略研究55
4.3.3扭绳驱动关节的交叉耦合同步控制策略研究58
4.3.4扭绳驱动关节基于LQR的优化控制研究61
4.4本章小结73
第5章外骨骼机器人自适应鲁棒控制74
5.1系统的非线性74
5.2自适应鲁棒控制75
5.2.1自适应控制器设计75
5.2...