一种上肢外骨骼运动学分析与奇异性消除方法

摘要：

为合理确定上肢外骨骼机械臂的物理参数，评估其运动性能，提出一种人体上肢运动空间的准确建模方法，并针对人体上肢自身的生理特点，给出自运动流形的优化求解以及外骨骼上肢机构奇异性消除方法。首先，通过分析人体上肢解剖结构，建立胸锁骨关节、盂肱关节以及肘关节等角度与末端位置的等效运动学模型，进而准确模拟上肢运动范围内的可达空间。其次，依据上肢冗余自由度导致的自运动特点，以上肢负载能力最大为约束条件，求解运动流形中的最佳姿态。最后，根据所建模型分析上肢的奇异姿态，给出可避免奇异性的外骨骼系统结构配置，从机构设计上避免上肢外骨骼系统运动控制过程奇异性的发生。

关键词：外骨骼机构、上肢运动、精确模型、自运动流形、奇异性

分类号：TH122

资助基金：国家国际科技合作专项2014DFR10620；山东省自然科学基金ZR2014YL009，ZR2013FM026；国家自然科学基金61105109．

在线出版日期：2016-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：33-40