四连杆仿生膝关节机构优化设计

来源：机床与液压杂志2015年第9期北京时间：

作者：张莉洁

单位：洛阳理工学院；洛阳理工学院；洛阳理工学院

摘要：针对四连杆仿生膝关节能实现人腿自然步态的仿生特性要求，考虑摆动期灵活性，以踝关节中心点轨迹与实际人腿相应轨迹误差的均方根最小为优化目标，提出四连杆仿生膝关节尺寸参数的优化数学模型，采用二次规划方法对其进行优化设计，并通过MATLAB的中型算法来实现。通过运动仿真得到踝关节中心轨迹与实际轨迹吻合良好，能够获得自然人腿步态，并得到‘J’形膝关节瞬心轨迹，充分验证了其良好的运动仿生性能。最后，对支撑期速度瞬心位置进行分析，并针对支撑期稳定性提出采用智能磁流变阻尼器的承重自锁方案。

关键词：四连杆仿生膝关节;步态;二次规划;瞬心轨迹;承重自锁式结构

基金资助：河南省科技厅项目（132300410253）