导读:本文包含了步行机论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:步态,运动学,关节,器械,仿生学,机构,膝关节。
步行机论文文献综述
张璜炜,黄海英,王克印[1]（2019）在《一种伸缩蠕动步行机的研究分析》一文中研究指出蠕动机器人因其特殊的爬行方式,在医疗卫生、探测救援和特种作业等场合具有较为广泛的运用前景。在模仿蛇类伸缩蠕动步态规划的基础上,提出了一种基于复合凸轮的伸缩蠕动步行机。在对步行机两足进行运动学分析后,利用ADAMS软件对单足的运动轨迹和步行机整体的运动进行仿真分析,利用3D打印技术构建原理样机并进行实测验证。模型仿真与实物实验结果表明,该步行机控制简单、运行精确、动作连贯无顿挫。以该步行机作为伸缩单元,结合转向俯仰装置,能够实现仿蛇蠕动机器人的行进、越障等动作。伸缩蠕动步行机的研究为仿蛇蠕动机器人的研发奠定了一定的技术基础。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2019年10期）
周亮[2]（2018）在《高效节能欠驱动双足仿生步行机研究》一文中研究指出基于被动行走原理的双足步行机,主要包含完全被动双足步行机和欠驱动(半被动)双足步行机。这两类双足步行机都具有步态自然、行走效率高的特点。目前,研究人员开发出的完全被动双足步行机及欠驱动双足步行机在行走稳定性方面已经比较完善。但在行走效率和行走自然性等方面与人类还有一定的差距。因此,在本体设计上排除更多的非类人特征(如曲面足)以增加行走自然性、通过结构优化的方式提高行走效率是基于被动行走原理的双足步行机在未来的发展方向。而同样是双足行走的人类,得益于自身精细复杂的肌肉-骨骼系统,拥有高效、自然的行走模式。因此,基于人体下肢肌肉-骨骼系统对人体运动的影响规律,开发基于被动行走原理的双足仿生机器人,具有重要的科学意义和应用价值。本文以人体下肢肌肉-骨骼系统为学习蓝本对基于被动行走原理的双足机器人的部分关键部件进行仿生设计,并在此基础上开发了完全被动步行机和欠驱动步行机物理样机。本文的主要研究内容和结论包括:(1)人体下肢运动结构分析及其仿生设计。深入分析了人体下肢主要关节(髋关节、膝关节、踝关节、跖趾关节等)的特异功能性结构,研究其对人体下肢运动的影响规律,解析其功能展现模式和生物力学特性。基于此,完成了仿生膝关节、仿生足等步行机关键部件的设计。(2)在关键部件仿生设计的基础之上,完成了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)及跖趾关节(添加足趾)的新型无膝完全被动仿生步行机的研制,并针对虚拟样机进行了基于Adams的仿真分析,验证了其行走的可行性。同时制作了物理样机并分别基于单因素与多因素试验,针对该步行机物理样机的行走性能进行了测试,获取了研究范围内的主次因素与优搭配。实验结果表明,新型无膝完全被动仿生步行机在最佳机械结构参数下可以保证较高的行走效率,同时实现连续、稳定的行走。最后,在无膝完全被动仿生步行机的基础之上,设计控制系统,开发了有膝完全被动仿生步行机。(3)在完全被动仿生步行机的基础之上分别进行了角平分机构的设计(直齿轮式角平分机构的设计、锥齿轮式角平分机构的设计)、欠驱动仿生步行机的设计与制造(有膝欠驱动仿生步行机的设计、无膝欠驱动仿生步行机的设计)。最终,确定了在无膝欠驱动仿生步行机的基础之上加入侧摆行走机构作为欠驱动仿生步行机的设计方案。(4)在无膝完全被动仿生步行机的基础之上,在髋关节加入驱动和改进的连杆式角平分机构,同时加入可以辅助欠驱动仿生步行机完成侧摆运动的机构,完成欠驱动仿生步行机的设计。接下来,进行了欠驱动仿生步行机物理样机的制造与加工。最后,结合Arduino进行了控制系统设计,并对欠驱动仿生步行机进行了行走测试。结果表明,本文研制的欠驱动仿生步行机能够展现侧摆和行进的复合行走步态,实现了稳定、节能行走。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
刘效仿,王鹏,余海波,禤天航,谢韶东[3]（2017）在《康复步行机对人工全膝关节置换术后患者功能恢复的影响》一文中研究指出目的观察康复步行机对人工全膝关节置换术(TKA)后患者膝关节功能、日常生活活动能力的影响。方法选取2013年1月至2015年12月收治的膝关节骨性关节炎行单侧TKA的患者70例,根据随机数字表法分为试验组与对照组,各35例。对照组采用常规护理和常规康复锻炼,试验组在对照组的基础上增加康复步行机的使用。比较两组术后第1,3,6个月美国特种外科医院(HSS)膝关节功能评分以及术后6个月两组的康复满意度。结果试验组术后1,3,6个月HSS膝关节功能评分均高于对照组,术后6个月试验组在患肢疼痛、功能、活动度、肌力、屈曲畸形、减分项目评分方面均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。但两组膝关节稳定性评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。术后6个月,试验组对康复效果的满意度高于对照组[94.3%(33/35)比71.4%(25/35)],差异有统计学意义(P<0.05)。试验组对康复步行机的使用满意度为91.4%(32/35)。结论下肢康复步行机结合常规康复训练能明显提高患者早期膝关节的运动功能,后期可明显提高患膝功能及日常生活能力的恢复,且能明显提高患者的术后满意度。(本文来源于《医疗装备》期刊2017年23期）
王鹏,刘效仿,余海波,禤天航,谢韶东[4]（2017）在《康复步行机早期运用对THA术后功能恢复的影响》一文中研究指出目的:观察早期运用康复步行机对人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)后患者髋关节功能及日常生活能力的影响。方法:随机选取2013年1月至2016年1月佛山市中医院关节科行THA的患者共80例,随机分为观察组(40例)与对照组(40例),术后早期对照组采用肌力训练、关节活动度训练、日常生活能力训练等常规康复治疗,观察组在此基础上应用康复步行机辅助早期步行训练。比较2组患者在康复治疗后1、3、6个月髋关节功能评分(Harris评分)、生活自理能力评分(Barthel评分)及复诊率。结果:所有病例均得到有效随访,术后3、6个月2组患者Harris评分、Barthel评分均较治疗前明显提高(P<0.05)。术后3、6个月观察组的Harris评分分别为(83.08±2.38)、(88.05±2.54)分,高于对照组的(69.03±2.39)、(74.85±3.39)分;观察组的Barthel评分分别为(79.25±3.31)、(90.25±2.25)分,高于对照组的(75.13±3.10)、(84.88±3.84)分;观察组6个月时间内复诊率(17.5%)明显低于对照组(37.5%),2组间比较差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:THA术后早期运用下肢康复步行机结合常规康复训练能更明显促进患者髋关节运动功能、下肢肌力、步行能力及日常生活能力的恢复,且能降低患者复诊率。(本文来源于《医疗卫生装备》期刊2017年06期）
宋国风[5]（2017）在《具有质量分布特征的仿生双足完全被动步行机》一文中研究指出主动双足行走机器人大多存在能耗高、效率低、步态不自然、控制系统复杂等问题,尤其先进的仿人机器人需要大量的能源,增加了凭借电池存储能源的困难,严重制约其应用发展前景。人类是直立行走的高级动物,灵巧的运动机构和机敏的运动模式使其成为了双足行走方面的专家,能够在各种复杂的环境中实现稳定、高效、自然的行走。在行走方面,人类相比主动机器人具有能量消耗低、行走稳定、步态自然等显着特点,从而为新型双足步行机的研制提供了天然的生物模本。基于被动行走动力学的机器人比主动步行机器人在步态自然和能量消耗方面均体现出一定的优势,但在步态和能效方面与人类本身相比还存在着很大的差距。为了充分借鉴大自然赋予人类在行走时所具有的动力学特性,从仿生学角度出发,本文选择人体下肢作为仿生原型,对具有类似人体下肢质量分布特征的完全被动双足仿生步行机进行了仿生研究,以期为新型节能双足步行机的研制提供重要技术参考。本文利用运动学数据采集装置记录了在常速行走过程中人体下肢膝关节和踝关节的关节角度变化规律,研究发现,在一个完整的步态周期内,踝关节角度的变化范围为74.14-122.96度,膝关节角度的变化范围为115.54-179.53度。基于美国“虚拟人”数据,通过叁维建模软件Amira建立人体下肢骨骼-肌肉系统叁维实体模型;结合解剖学,将骨骼-肌肉模型分割为大腿、小腿、足部叁个环节,基于Solidworks软件对该模型中的骨骼和肌肉等组织分别赋予相应密度,计算了各组织的质量,并提取了各环节的质量、质心坐标、惯性主轴、总体长度等相关数据。基于所提取的数据对功能性髋关节、膝关节、踝关节及大、小腿和足部的进行了仿生设计。考虑到肌肉在运动中的功能特性,本文选择在样机的膝关节及踝关节等处分别添加弹簧等柔性元件,并采用机加工制造出了完全被动仿生步行机的大腿、小腿、髋关节轴以及连接杆等部件。结合ProJet 5500X多材料3D打印机,选用ABS树脂材料,打印出了髋关节轴、髋关节轴套、髋关节套筒、膝关节轴套、轴承套筒、膝关节轴、踝关节连接件、踝关节底座以及足等具有相对复杂结构特征的部件。基于研制的具有质量分布特征的完全被动双足步行机,本文基于试验设计测试了在腿长、大小腿质量比以及腿间距叁个因素下完全被动仿生步行机的行走距离和速度,并通过正交试验得出了影响仿生步行机行走距离和速度的显着因素,均为腿间距,最优组合是腿间距140mm,大小腿质量比3.27,腿长280mm。仿生步行机的最大步幅和步速均出现在最后一步,历时0.60s,步幅和步速分别为268.00mm、446.67mm/s。本文以人体下肢质量分布特征为仿生设计的切入点,开发了具有质量分布特征的完全被动仿生双足步行机,相关结论为新型双足机器人的开发与设计提供了新思路,具有重要的参考价值。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-05-01）
刘冬梅,马岩[6]（2017）在《林区六足步行机的设计与仿真》一文中研究指出针对当前林区移动作业机械存在体积大、油耗高、价格昂贵等问题,基于仿生学原理,模仿人的行走方式,设计了林区六足步行机。应用Denavit-Hartenberg法对六足步行机进行了运动学分析,求解了六足步行机的运动学正问题。利用ADAMS软件对六足步行机进行了运动仿真,验证了六足步行机的各种运动特性。结果表明,六足步行机结构合理、动作稳健,能在林区实现直线行走及爬坡越障,可作为载物平台承担运输等轻型作业。(本文来源于《机械制造》期刊2017年04期）
钱志辉,周亮,任雷,任露泉[7]（2018）在《具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机》一文中研究指出以人体足部关节为仿生模本,研制了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)和跖趾关节(添加脚趾)的新型完全被动步行机,并实现了稳态行走。通过单因素试验确定了步行机的最佳高度;采用多因素混合正交试验设计,分析了步行机高度、有无足趾、腿间距3个因素对步行机行走性能的影响。结果表明:研究范围内,对步行机行走性能(稳定行走距离和行走速度)影响最大的因素为腿间距;足部有、无脚趾对行走速度具有次要影响,而步行机高度则对行走最大距离具有次要影响。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2018年01期）
魏渊[8]（2014）在《多足步行机稳定性研究》一文中研究指出多足步行机通过模仿四足或六足动物的腿足结构及运动方式以实现位移，是一种具有时变拓扑的足式移动机构。步行机具有良好的通过性和适应性，以其独特的行走方式成为国内外竞相投入研究的热点。目前大多数的步行机结构复杂、控制繁琐，还处于起步阶段。面对广阔的应用前景及市场需求，结构简单且无需复杂控制的多足步行机研究已成为该领域的重要研究方向。多足步行机的稳定性是其最重要的性能指标，稳定性的研究对于多足步行机的发展具有重要意义。本文首先通过对SW型六足步行机的分析及样机测试，发现并分析影响步行机稳性的各种因素。通过对SW型六足步行机腿机构、机体与传动系统结构以及步态方案进行深入的分析，明确原方案设计的优势与缺陷。验证了步行机方案的可行性与具体性能。分析及测试表明SW型六足步行机结构可靠，完全能够实现步行功能，但是依然存在腿机构卡死等影响稳定性的问题。其次，针对测试中步行机出现的稳定性缺陷，提出步态改进方案并进行验证。通过对六足叁角步态及其稳定性的研究，确立了多次换足的步态规划思路，提出了六足四相位，六足六相位等多种步态改进的方案。通过对步行机足端位置变化分析，提出了临界步态应用条件，并对各方案进行了足位分析。选定了方案一、方案二、方案四、方案六及方案七进行试验验证，对验证结果进行了分析。验证结果表明六足四相位方案在一定程度上提高了步行机的稳定性，其中方案一改善效果最为明显。虽然没有完全解决腿机构卡死，但是仍具有一定的积极作用。最后，通过对稳定性相关参数的分析，综合腿机构特点，明确了由六足变为八足的研究方向。对八足方案稳定性、步态以及传动系统进行了研究，确定一种不改变腿机构的新型八足步行机方案。分析表明，该方案具有优异的稳定性，是一种解决机构缺陷的有效方法。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2014-05-01）
王慧[9]（2014）在《林间四足步行机的步态规划与建模仿真研究》一文中研究指出随着经济的快速发展,对机械的自动化要求越来越高,为了提高林间作业效率,人们开始重视营林机器的机械化和自动化。由于我国森林地形条件和作业环境都比较复杂,履带式和轮式移动机械均存在一些弊端,如轮式移动机械不适合崎岖或松软的地形条件,而履带式移动机械的越障能力比较差等。因此,亟待研制一种能在林间复杂的地形条件下行走的步行机,以满足作业需求。近年来,在机器人研究领域,多足步行机日益受到人们的关注,成为机器人研究的一个重要分支。目前,常见的步行机有二足、四足和六足式。其中,四足步行机结构简单,稳定性好且承载能力强,不仅可以实现静态缓慢步行,而且还能实现动态高速行走。本文提出了一种用于林间作业的四足步行机机械本体结构方案,并进行了深入分析和研究。本文在对国内外四足步行机的历史及现状分析与总结的基础上,基于仿生学原理,提出了一种新型林间四足步行机的结构模型,并给出了总体设计方案。对四足步行机进行了步态规划,确定了对角小跑的动态步态,并对其步态的稳定性进行了研究,明确了影响其稳定性的主要因素。建立了林间四足步行机的运动学模型,运用D-H法研究四足步行机的运动学问题,给出了运动学方程的正解,进一步探讨了步行机的运动特性,得出了林间四足步行机的速度雅可比矩阵。建立了四足步行机的动力学模型,选用拉格朗日功能平衡法,分析并推导了四足步行机腿部连杆机构的动力学方程并进行了部分求解。利用虚拟样机技术,在Solid works环境下建立了林间四足步行机的叁维虚拟模型,进行对角小跑步态的模拟仿真,验证运动规划的可行性,为整机结构的改进提供依据。将四足步行机的叁维模型,导入ADAMS软件中,根据实际情况添加需要的物理参数,在ADAMS软件中对四足步行机进行运动仿真研究。然后,对本文研究的林间四足步行机进行了加工制造与装配,并在实验室条件下进行了步态试验。实验表明,该林间四足步行机可以实现规划的步态,并满足步长和越障高度的设计要求。最后,对林间四足步行机的壳体结构特性进行了研究。设计了步行机的外部壳体造型,建立了步行机壳体的力学模型,在碰撞力的作用下分析了壳体的强度,得出了木质薄单板壳体的位移方程、撞击力方程并确定了最大位移变形的位置。在壳体材料使用方面突破传统,进行了创新,采用木质薄单板制作步行机的壳体,不仅减少了整机的质量,还便于曲面造型,实现环保节约、美化外观的目的。本文的研究为林间步行机械的发展提供了理论基础。在林业机械化越来越完善的将来,具有良好越障能力的林间步行机将拥有广阔的市场前景。(本文来源于《东北林业大学》期刊2014-03-01）
高鹏,师帅兵,季亚超[10]（2013）在《六足步行机的设计与研究》一文中研究指出步行机具有较大的越障能力和环境适应性,在许多行业中有着广阔的应用前景,其开发与应用是研究的热点之一。为此,研究设计了一种类似于哺乳动物直立行走的腿部机构,分析这种抬腿行走机构的姿态和可行性,并针对这种腿机构设计了一种用单电机驱动的六足行走机构,采用叁足步态行走,从而实现了六足步行机构的直行功能。通过Pro-E仿真,获得这种腿机构的足端运动轨迹,分析轨迹后得出这种机构具有很好的跨越能力,并具有很强的稳定性。(本文来源于《农机化研究》期刊2013年09期）
步行机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于被动行走原理的双足步行机,主要包含完全被动双足步行机和欠驱动(半被动)双足步行机。这两类双足步行机都具有步态自然、行走效率高的特点。目前,研究人员开发出的完全被动双足步行机及欠驱动双足步行机在行走稳定性方面已经比较完善。但在行走效率和行走自然性等方面与人类还有一定的差距。因此,在本体设计上排除更多的非类人特征(如曲面足)以增加行走自然性、通过结构优化的方式提高行走效率是基于被动行走原理的双足步行机在未来的发展方向。而同样是双足行走的人类,得益于自身精细复杂的肌肉-骨骼系统,拥有高效、自然的行走模式。因此,基于人体下肢肌肉-骨骼系统对人体运动的影响规律,开发基于被动行走原理的双足仿生机器人,具有重要的科学意义和应用价值。本文以人体下肢肌肉-骨骼系统为学习蓝本对基于被动行走原理的双足机器人的部分关键部件进行仿生设计,并在此基础上开发了完全被动步行机和欠驱动步行机物理样机。本文的主要研究内容和结论包括:(1)人体下肢运动结构分析及其仿生设计。深入分析了人体下肢主要关节(髋关节、膝关节、踝关节、跖趾关节等)的特异功能性结构,研究其对人体下肢运动的影响规律,解析其功能展现模式和生物力学特性。基于此,完成了仿生膝关节、仿生足等步行机关键部件的设计。(2)在关键部件仿生设计的基础之上,完成了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)及跖趾关节(添加足趾)的新型无膝完全被动仿生步行机的研制,并针对虚拟样机进行了基于Adams的仿真分析,验证了其行走的可行性。同时制作了物理样机并分别基于单因素与多因素试验,针对该步行机物理样机的行走性能进行了测试,获取了研究范围内的主次因素与优搭配。实验结果表明,新型无膝完全被动仿生步行机在最佳机械结构参数下可以保证较高的行走效率,同时实现连续、稳定的行走。最后,在无膝完全被动仿生步行机的基础之上,设计控制系统,开发了有膝完全被动仿生步行机。(3)在完全被动仿生步行机的基础之上分别进行了角平分机构的设计(直齿轮式角平分机构的设计、锥齿轮式角平分机构的设计)、欠驱动仿生步行机的设计与制造(有膝欠驱动仿生步行机的设计、无膝欠驱动仿生步行机的设计)。最终,确定了在无膝欠驱动仿生步行机的基础之上加入侧摆行走机构作为欠驱动仿生步行机的设计方案。(4)在无膝完全被动仿生步行机的基础之上,在髋关节加入驱动和改进的连杆式角平分机构,同时加入可以辅助欠驱动仿生步行机完成侧摆运动的机构,完成欠驱动仿生步行机的设计。接下来,进行了欠驱动仿生步行机物理样机的制造与加工。最后,结合Arduino进行了控制系统设计,并对欠驱动仿生步行机进行了行走测试。结果表明,本文研制的欠驱动仿生步行机能够展现侧摆和行进的复合行走步态,实现了稳定、节能行走。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
步行机论文参考文献
[1].张璜炜,黄海英,王克印.一种伸缩蠕动步行机的研究分析[J].机械设计与制造.2019
[2].周亮.高效节能欠驱动双足仿生步行机研究[D].吉林大学.2018
[3].刘效仿,王鹏,余海波,禤天航,谢韶东.康复步行机对人工全膝关节置换术后患者功能恢复的影响[J].医疗装备.2017
[4].王鹏,刘效仿,余海波,禤天航,谢韶东.康复步行机早期运用对THA术后功能恢复的影响[J].医疗卫生装备.2017
[5].宋国风.具有质量分布特征的仿生双足完全被动步行机[D].吉林大学.2017
[6].刘冬梅,马岩.林区六足步行机的设计与仿真[J].机械制造.2017
[7].钱志辉,周亮,任雷,任露泉.具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机[J].吉林大学学报(工学版).2018
[8].魏渊.多足步行机稳定性研究[D].西北农林科技大学.2014
[9].王慧.林间四足步行机的步态规划与建模仿真研究[D].东北林业大学.2014
[10].高鹏,师帅兵,季亚超.六足步行机的设计与研究[J].农机化研究.2013
论文知识图
