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內(nèi)容簡介

　　本書基于人體膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和連桿綜合的特點(diǎn)，進(jìn)行了膝關(guān)節(jié)外骨骼的結(jié)構(gòu)綜合及根據(jù)綜合軌跡進(jìn)行了穿戴舒適性的評(píng)價(jià)分析。第1 章對本書研究內(nèi)容進(jìn)行綜述。第2 章介紹膝關(guān)節(jié)外骨骼連桿綜合連續(xù)曲線、時(shí)序路徑綜合方法、近似和精確統(tǒng)一綜合方法的最新研究成果。第3章分析膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過程的錯(cuò)位原因，針對膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過程的功能進(jìn)行外骨骼功能設(shè)計(jì)與綜合。第4 章在實(shí)現(xiàn)軌跡曲線綜合連桿的基礎(chǔ)上，基于圖像聚集情況篩選得到能夠?qū)崿F(xiàn)不同速度的可重構(gòu)RRRRP 機(jī)構(gòu)。第5 章從選取的安全性、舒適性兩個(gè)方面分析膝關(guān)節(jié)外骨骼的性能，計(jì)算理想柔性鉸鏈下的軌跡，并且對比分析膝關(guān)節(jié)外骨骼與固定軸線外骨骼的人機(jī)交互力。本書內(nèi)容系統(tǒng)實(shí)用，對膝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人的發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。本書可供機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備等相關(guān)技術(shù)人員閱讀使用，也可作為高等院校機(jī)器人工程、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的參考用書。

作者簡介

　　武瑞，博士，畢業(yè)于中北大學(xué)，現(xiàn)為山西工程科技職業(yè)大學(xué)講師，長期從事外骨骼機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)、性能分析、應(yīng)用等方面的研究，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文近20篇，承擔(dān)與參與近十項(xiàng)外骨骼機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目。

圖書目錄

第1章緒論 001
1.1 本書內(nèi)容的背景和意義 001
1.2 外骨骼機(jī)器人的研究綜述002
1.2.1 剛性外骨骼機(jī)器人002
1.2.2 柔性外骨骼機(jī)器人006
1.2.3 膝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人007
1.3 機(jī)構(gòu)綜合的研究綜述009
1.3.1 可重構(gòu)機(jī)構(gòu)綜合009
1.3.2 四桿機(jī)構(gòu)綜合 010
1.4 當(dāng)前發(fā)展存在的問題 013
1.5 本書主要內(nèi)容及章節(jié)安排 013
1.5.1 本書主要內(nèi)容 013
1.5.2章節(jié)安排 014
第2章膝關(guān)節(jié)外骨骼綜合方法 016
2.1 多項(xiàng)式消元理論 016
2.2 連桿曲線綜合 017
2.2.1 建立模型 017
2.2.2 完全解析法 019
2.2.3 算例024
2.3 時(shí)序路徑綜合029
2.3.1 綜合方程的消元030
2.3.2 統(tǒng)一綜合方法034
2.3.3 算例036
2.4 混合條件綜合040
2.4.1 圓錐曲線篩選算法040
2.4.2 混合綜合方法042
2.4.3 算例044
2.5 膝關(guān)節(jié)外骨骼重構(gòu)綜合方法047
2.6 本章小結(jié)048
第3章膝關(guān)節(jié)外骨骼的尺度綜合049
3.1 膝關(guān)節(jié)外骨骼的錯(cuò)位049
3.1.1 運(yùn)動(dòng)過程分析050
3.1.2 錯(cuò)位分析 051
3.2 膝關(guān)節(jié)外骨骼的設(shè)計(jì)方法052
3.2.1 膝關(guān)節(jié)功能分析與設(shè)計(jì)要求052
3.2.2 膝關(guān)節(jié)外骨骼的功能設(shè)計(jì)方法053
3.2.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢053
3.3 膝關(guān)節(jié)不同速度的軌跡實(shí)驗(yàn)054
3.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c測試原理054
3.3.2 實(shí)驗(yàn)方法055
3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果055
3.3.4 結(jié)果分析057
3.4 膝關(guān)節(jié)外骨骼的綜合方法057
3.4.1 目標(biāo)點(diǎn)的提取058
3.4.2 綜合模型063
3.4.3 變量064
3.4.4 約束函數(shù)064
3.4.5 目標(biāo)函數(shù)065
3.5 軌跡結(jié)果066
3.5.1 速度1.5m/s 的軌跡綜合067
3.5.2 速度2.5m/s 的軌跡綜合068
3.5.3 速度3.5m/s 的軌跡綜合070
3.6 本章小結(jié)073
第4章膝關(guān)節(jié)外骨骼的可重構(gòu)設(shè)計(jì)074
4.1 膝關(guān)節(jié)外骨骼重構(gòu)綜合074
4.1.1 重構(gòu)樣本的同源機(jī)構(gòu)計(jì)算075
4.1.2 圖像法求解構(gòu)型連桿交集079
4.1.3 可重構(gòu)連桿參數(shù)的確定083
4.1.4 可重構(gòu)連桿參數(shù)的調(diào)整086
4.2 可重構(gòu)膝關(guān)節(jié)外骨骼綜合結(jié)果089
4.3 剛?cè)狁詈舷リP(guān)節(jié)外骨骼機(jī)構(gòu)綜合 091
4.3.1 膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋功能的分析 091
4.3.2 柔性化建模方法092
4.3.3 柔性綜合與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)093
4.3.4 柔性單元參數(shù)計(jì)算095
4.4 膝關(guān)節(jié)外骨骼設(shè)計(jì)結(jié)果096
4.5 本章小結(jié)097
第5章膝關(guān)節(jié)外骨骼的性能分析098
5.1 分析指標(biāo)的特點(diǎn)、聯(lián)系與區(qū)別098
5.2 分析方法的基本原則 100
5.3 安全性分析—空間運(yùn)動(dòng)范圍 100
5.3.1 膝關(guān)節(jié)外骨骼的自由度分析 101
5.3.2 膝關(guān)節(jié)外骨骼的角度分析 102
5.3.3 膝關(guān)節(jié)外骨骼模型驗(yàn)證 103
5.4 舒適性分析—軸線錯(cuò)位 104
5.4.1 膝關(guān)節(jié)外骨骼模型軌跡分析方法 104
5.4.2 兩個(gè)變換區(qū)域的軌跡分析 105
5.4.3 兩個(gè)構(gòu)態(tài)的軌跡分析 112
5.4.4 柔性化軌跡分析 116
5.5 舒適性分析——人機(jī)交互力 116
5.5.1 人機(jī)交互力的分析 117
5.5.2 人機(jī)交互力的對比 118
5.6 本章小結(jié) 119
參考文獻(xiàn) 120