2UU-PSU上肢リハビリ機構の運動学および動力学研究

CUI Bingyan ,  

LI Wenjing ,  

AN Fuxin ,  

SHANG Lin ,  

WU Weiying ,  

DU Yilun ,  

GUI Xiaogeng ,  

摘要

リハビリテーション医療技術の発展と上肢リハビリ効果の精度向上の要求に伴い、高効率かつ高精度な上肢並列リハビリ機構の研究がますます重要となっている。新しい上肢並列リハビリ機構を提案し、その運動学および動力学の分析を行った。2UU-PSUの自由度を分析し、閉ループベクトル法を用いて姿勢を解決し、運動学方程式を導出し、機構の運動の合理性を検証した;ラグランジュ法を用いて動力学方程式を構築し、動力学解析を実施した;運動学導出の精度を検証するために2UU-PSU実験プラットフォームを構築し、NOKOVモーションキャプチャ装置を用いて実験を行った;最後に適応型ファジィPID制御を構築し、ADAMSとMATLAB Simulinkを使用して2UU-PSU機構の動力学連成シミュレーションを実施した。実験結果は、2UU-PSU上肢機構の動プラットフォーム姿勢測定における最大平均二乗根誤差がそれぞれ6.89%、1.81%、9.73%であり、三つの支チェーンの動力学シミュレーション結果と理論データの最大平均二乗根誤差はそれぞれ2.50%、2.40%、2.97%であったことを示した。理論およびシミュレーション解析と実験検証結果から、2UU-PSU機構の運動学および動力学の平均二乗根誤差は低い水準にあり、本機構が運動学および動力学の面で合理性と信頼性を備えていることを示し、関連するリハビリ機構の設計と研究に有効な根拠を提供するとともに、自由度の少ない他の並列リハビリ機構の動力学に関する研究の参考となる。

关键词

2UU-PSU;並列機構;位置逆解;ラグランジュ法;動力学

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