Estudo cinemático e dinâmico do mecanismo de reabilitação do membro superior 2UU-PSU

CUI Bingyan ,  

LI Wenjing ,  

AN Fuxin ,  

SHANG Lin ,  

WU Weiying ,  

DU Yilun ,  

GUI Xiaogeng ,  

摘要

Com o desenvolvimento das tecnologias de reabilitação médica e o aumento das exigências de precisão na eficácia da reabilitação do membro superior, a pesquisa sobre mecanismos paralelos de reabilitação do membro superior eficientes e precisos torna-se cada vez mais crucial. Propõe-se um novo mecanismo paralelo de reabilitação para o membro superior e realiza-se uma análise cinemática e dinâmica do mesmo. Analisa-se o grau de liberdade 2UU-PSU, utiliza-se o método do vetor em malha fechada para resolver a postura e derivar as equações cinemáticas, verificando a razoabilidade do movimento do mecanismo; utiliza-se o método de Lagrange para construir as equações dinâmicas e realizar a análise dinâmica; para confirmar a precisão da dedução cinemática, constrói-se uma plataforma experimental 2UU-PSU e realizam-se experimentos com o equipamento de captura de movimento NOKOV; finalmente, estabelece-se um controle PID fuzzy adaptativo, utilizando ADAMS e MATLAB Simulink para realizar a simulação dinâmica conjunta do mecanismo 2UU-PSU. Os resultados experimentais mostram que o erro quadrático médio máximo na medição da postura da plataforma móvel do mecanismo 2UU-PSU é respectivamente 6,89%, 1,81% e 9,73%; os erros quadráticos médios máximos da simulação dinâmica dos três ramos em relação aos dados teóricos são de 2,50%, 2,40% e 2,97%. De acordo com a análise teórica, simulação e validação experimental, os erros quadráticos médios da cinemática e dinâmica do mecanismo 2UU-PSU permanecem em um nível baixo, indicando que o mecanismo é razoável e confiável em termos de cinemática e dinâmica, podendo fornecer uma base eficaz para o design e pesquisa de mecanismos de reabilitação relacionados e servir como referência para pesquisas dinâmicas de outros mecanismos paralelos de reabilitação com poucos graus de liberdade.

关键词

2UU-PSU;mecanismo paralelo;resolução inversa de posição;método de Lagrange;dinâmica

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