2UU-PSU 상지 재활 기구의 운동학 및 동역학 연구

CUI Bingyan ,  

LI Wenjing ,  

AN Fuxin ,  

SHANG Lin ,  

WU Weiying ,  

DU Yilun ,  

GUI Xiaogeng ,  

摘要

재활 의료 기술의 발전과 상지 재활 효과의 정밀도 요구가 높아짐에 따라, 고효율 정밀 상지 병렬 재활 기구에 대한 연구가 점점 중요해지고 있습니다. 새로운 상지 병렬 재활 기구가 제안되었으며, 이에 대한 운동학 및 동역학 분석이 수행되었습니다. 2UU-PSU 자유도를 분석하고 폐쇄 루프 벡터 방법을 사용하여 자세를 해결하고 운동학 방정식을 유도한 후, 기구의 운동 합리성을 검증하였습니다; 라그랑주 방법을 사용하여 동역학 방정식을 구성하고 동역학 분석을 진행하였으며; 운동학 유도의 정확성을 확인하기 위해 2UU-PSU 실험 플랫폼을 구축하고 NOKOV 모션 캡처 장비를 활용해 실험을 진행하였습니다; 마지막으로 적응형 퍼지 PID 제어를 구축하였고, ADAMS 및 MATLAB Simulink를 이용해 2UU-PSU 기구의 동역학 통합 시뮬레이션을 수행하였습니다. 실험 결과에 따르면, 2UU-PSU 상지 기구의 운동 플랫폼 자세 측정 최대 평균 제곱근 오차는 각각 6.89%, 1.81%, 9.73%였으며; 세 개의 지지 사슬 동역학 시뮬레이션 결과와 이론 데이터의 최대 평균 제곱근 오차는 각각 2.50%, 2.40%, 2.97%였습니다. 이론 및 시뮬레이션 분석과 실험 검증 결과를 토대로 2UU-PSU 기구의 운동학 및 동역학 평균 제곱근 오차는 낮은 수준에 있으며, 이는 기구가 운동학 및 동역학 측면에서 합리성과 신뢰성을 갖추었음을 나타내며 관련 재활 기구 설계 및 연구에 효과적인 근거를 제공하고, 자유도가 적은 다른 병렬 재활 기구의 동역학 연구에도 참고가 됩니다.

关键词

2UU-PSU;병렬 기구;위치 역해석;라그랑주법;동역학

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