虚拟重力驱动的协行动力机器腿建模方法与步态周期分岔研究

按照"虚拟重力"方式驱动的协行动力机器腿，是一种辅助老年人和残疾人行走或者帮助携带大量负荷的人进行长距离行走的仿人型机器人，是一种可穿戴在人的身上，协助人类行走并提高人的体能的智能人机系统，特点是通过人机交互来控制步态平衡。以往的研究多数是通过观察人类行走时测量得到的关节角度和地面反力来研究机器人的运动，这种基于主流的控制模式即精确的角度控制方式。本申请拟采用的研究方法与之不同，是通过研究仿真数字人模型和机器腿模型步态，比较人类的形态特征，步态参数，能量运用和控制的角度，来研究仿人类的运动设计和试验行走机器人。本研究将提出：（1）一种新的虚拟重力驱动的协行动力机器腿建模理论与方法；（2）一种基于人体负载模型的能改善步态周期下非线性分岔现象的速度正反馈控制改进算法；（3）提供原型样机和一套用于步态规划分析的"推磨"试验系统。因此该研究具有非常重要的科学理论意义和重大的助残助老社会价值。