下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合分析与仿真

来源：机床与液压杂志2022年第7期北京时间：

作者：李金良，张斌，舒翰儒，薛明远，刘阿健

单位：山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院

摘要：下肢外骨骼康复机器人的组成连杆在辅助人类运动的时候会因为自身柔性发生弹性变形，会影响到整个行走轨迹的位置精度和控制的实时性与准确性。针对所设计的下肢外骨骼康复机器人，首先通过步态仿真验证模型的正确性，然后建立其刚柔耦合动力学模型。在刚柔耦合动力学模型的基础上，通过ADAMS和ANSYS完成摆动期阶段内的刚柔耦合动力学联合仿真，得到其动态变形误差数据。结果表明：在Y方向、Z方向位移误差和整体位移误差分别在-38～3.6 mm、-7.5～3 mm、-6～14.5 mm内波动，与其他两方面相比，Y方向上的位移误差最大，在误差允许的范围内。验证了下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合模型的正确性与合理性，为后续的结构优化和控制系统的设计提供了参考依据。

关键词：下肢外骨骼康复机器人;摆动期;刚柔耦合;联合仿真

基金资助：国家重点研发计划(2018YFC0604702)；山东省中青年科学家科研奖励基金资助项目(ZR2018BEE014)