新型仿生膝關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究

中國(guó)機(jī)械工程第１９卷第１期２００８年１月上半月新型仿生膝關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究楊義勇１王人成２王延利１金德聞２田尚云１１．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京，１０００８３２．清華大學(xué)，北京，１０００８４摘要：通過對(duì)假肢膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的功能原理分析，提出了多種新型假肢膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)方案，擬定了結(jié)構(gòu)方案比較與選擇的基本要求與準(zhǔn)則，完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)；結(jié)合運(yùn)動(dòng)仿真分析，確定了膝關(guān)節(jié)在主動(dòng)屈曲時(shí)回轉(zhuǎn)擺動(dòng)缸的擺動(dòng)范圍，分析了下蹲過程中的機(jī)構(gòu)力矩變化規(guī)律。設(shè)計(jì)與仿真的結(jié)果對(duì)于連骨式假肢膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、雙足步行機(jī)器人開發(fā)有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：假肢膝關(guān)節(jié)；仿生構(gòu)形設(shè)計(jì)；運(yùn)動(dòng)仿真；擬人機(jī)器人中圖分類號(hào)：ＴＨｌ３７．５１；Ｒ３２３．７文章編號(hào)：１００４～１３２Ｘ（２００８）０１一００７２一０３ａＨｕｍａｎｏｉｄＤｅｓｉｇｎａｎｄＭｏｖｅｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＹａｎｇＮｅｗＫｎｅｅＰｒｏｓｔｈｅｓｉｓＹｉｙｏｎ９１．ＷａｎｇＲｅｎｃｈｅｎ９２１．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ２．ＴｓｉｎｇｈｕａＴｉａｎＳｈａｎｇｙｕｎｌＷａｎｇＹａｎｌｉｌＪｉｎＤｅｗｅｎ２Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８３Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８４Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｅｖｅｒａｌｋｎｅｅｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓｈａｄｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｋｎｅｅｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙａｍｕｌｔｉ—ｆａｃｔｏｒｆｕｚｚｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｕｄｇｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｕｓｉｎｇｍｏｖｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｃｙ—ｃｌｅ—ｃｙｌｉｎｄｅｒａｎｄｔｈｅｔｏｒｑｕｅｗｉｔｈｓｑｕａｔｔｉｎｇｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｋｎｅｅｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ，ａｎｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓｋｎｅｅｃａｎｃａｎｂｅｕｓｅｄｂｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＨｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔ．ｓｈａｐｅｄｅｓｉｇｎ；ｍｏｖｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｈｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔｊｏｉｎｔ；ｂｉｏｎｉｃｓ０引言給肢體殘疾者安裝人工假肢，是實(shí)現(xiàn)缺失機(jī)子功能１：站立相和擺動(dòng)相中連接或鎖定小腿機(jī)構(gòu)，并可承受額定載荷。子功能２：前進(jìn)時(shí)可伸展，配合大腿擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)向前邁步。子功能３：后退時(shí)主動(dòng)屈曲，實(shí)現(xiàn)向后邁步。按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，各種子功能應(yīng)由對(duì)應(yīng)的功能載體來承擔(dān)，即由一定的結(jié)構(gòu)來承擔(dān)，對(duì)應(yīng)每一個(gè)結(jié)構(gòu)都應(yīng)該明確地完成一定的功能。膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)放在以下幾個(gè)方面：①前進(jìn)伸展的力源選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；②后退屈曲力源及緩沖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；③連接鎖定機(jī)構(gòu)承載能力及安全系數(shù)保證。根據(jù)以上的分析，本文參考形態(tài)學(xué)方法、建立形態(tài)學(xué)矩陣［６’７］，將各個(gè)分功能作為目標(biāo)標(biāo)記，而分功能的各種解法列為目標(biāo)特征。結(jié)合可行性和實(shí)用性對(duì)功能分解及其相應(yīng)解法列表（表１），進(jìn)而得到不同的結(jié)構(gòu)組合方案。表１分功能連接前進(jìn)伸展解法１能代償?shù)奈ㄒ挥行侄?。目前，我?guó)高性能下肢假肢核心部件——膝關(guān)節(jié)一直被國(guó)外公司所壟斷［１’２］，我國(guó)主要制造簡(jiǎn)單的機(jī)械連桿式膝關(guān)節(jié)。同時(shí)，代表２１世紀(jì)假肢技術(shù)革命性變化的連骨式假肢［２］，對(duì)于膝關(guān)節(jié)的仿生特性也有較高的要求。開發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的高性能膝關(guān)節(jié)，一直是康復(fù)工程學(xué)和假肢機(jī)構(gòu)學(xué)的重要課題［３巧］。本文結(jié)合康復(fù)假肢及擬人機(jī)器人相關(guān)課題研究實(shí)際，通過對(duì)假肢膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的功能原理分析，提出了多種膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)方案。１膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的功能原理分析膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的作用主要是“連接”股骨和小腿并實(shí)現(xiàn)小腿的“伸展與屈曲”?！斑B接”應(yīng)能保證擺動(dòng)相和站立相的靈活與穩(wěn)定，“伸展與屈曲”是指實(shí)現(xiàn)向前邁步或者實(shí)現(xiàn)主動(dòng)后退方式。對(duì)系統(tǒng)的分析可得到膝關(guān)節(jié)的功能分解?？偣δ埽涸谝欢ǔ休d能力和可靠性條件下“連接”股骨和小腿并實(shí)現(xiàn)小腿主動(dòng)“伸展與屈曲”。膝關(guān)節(jié)功能分解解法２解法３棘輪＋鎖定桿多軸連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)塊鎖定器步進(jìn)電機(jī)＋連桿機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)＋蓄能器回轉(zhuǎn)液壓缸直流電機(jī)＋彈簧阻尼器磁流變液＋阻尼器接受腔擺動(dòng)＋氣動(dòng)裝置后退屈曲收稿日期：２００６—０９—１０基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（５０４７５０１７）；科學(xué)鉆探國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目（ＮＬＳＤ２００６０７）?按照形態(tài)學(xué)方法，在理論上形態(tài)學(xué)矩陣還可以有許多解法（挖≥３），可能的結(jié)構(gòu)方案種類繁多。７２?萬方數(shù)據(jù)新型仿生膝關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究——楊義勇王人成王延利等由以上的各個(gè)集合構(gòu)成一個(gè)矩陣，稱之為模糊矩陣，其表達(dá)式如下：２結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ａ１１口１２ａ２１口２２為了設(shè)計(jì)出適合我國(guó)的假肢膝關(guān)節(jié)產(chǎn)品，我們?cè)敿?xì)分析了根據(jù)功能原理分析而得到的各種可行結(jié)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)力源和動(dòng)作方式，結(jié)合實(shí)用性分析，主要考慮以下９種結(jié)構(gòu)方案：①步進(jìn)電機(jī)連桿機(jī)構(gòu)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；②磁流變液智能控制回轉(zhuǎn)缸膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；③液壓與氣壓雙缸式膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；④直流電機(jī)與鉸接桿機(jī)構(gòu)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；⑤多軸連桿機(jī)構(gòu)彈簧式膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；⑥氣動(dòng)裝置膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；⑦棘輪鎖定桿膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；⑧直流電機(jī)彈簧阻尼器膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；⑨步進(jìn)電機(jī)＋液制了機(jī)械圖，并進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析。糊集表示：口ｍ１ａｍ２根據(jù)模糊評(píng)判理論，綜合評(píng)判結(jié)果用下述模Ｘ—Ｑ＊ＲＱ一（ｚ１，５［７２，…，ｚ。）式中，Ｑ為權(quán)重系數(shù)矩陣，滿足關(guān)系式∑ｚ：一１（ｉ一１，２，…，ｍ）；運(yùn)算符“＊”表示模糊矩陣乘號(hào)。模糊矩陣的算法是將矩陣Ｑ中的各元素與矩陣Ｒ中的每一列（如第ｉ列）元素逐對(duì)互相比較而取其中較小的，這樣得到ｍ個(gè)數(shù)，再?gòu)模韨€(gè)數(shù)中選取最大的，得到一個(gè)數(shù)（計(jì)為Ｙ：），一共可以得到咒個(gè)數(shù)。計(jì)算結(jié)果可表示如下：Ｙ一（ｙ１，Ｙ２，…，Ｙ。）為了使評(píng)價(jià)結(jié)果更容易被理解，將所得到的模糊集ｘ歸一化處理：本文對(duì)以上各種結(jié)構(gòu)方案，結(jié)合“多因素模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判方法”［７３進(jìn)行評(píng)價(jià)。先擬定結(jié)構(gòu)方案比較與選擇的基本要求與準(zhǔn)則，這些基本要求與準(zhǔn)則主要體現(xiàn)在因素集合中。本文規(guī)劃了“膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)評(píng)判表”，如表２Ｃ，一Ｙ１／∑Ｙｉ，Ｃ。一Ｙｚ／∑ｙｌ’．一，Ｃ。一ｙ。／∑ｙ；由此得到Ｃ一｛Ｃ，，Ｃ。，…，Ｇ），Ｃ即為最后得到的對(duì)結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)價(jià)。這些量化的指標(biāo)成為確定膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)形式的重要根據(jù)。同時(shí)，在技術(shù)設(shè)計(jì)階段還結(jié)合部分從事假肢設(shè)計(jì)、制造、擬人機(jī)器人的專家的意見和建議，確定具體結(jié)構(gòu)型式，擬定零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等。Ｉｌ（Ｕｉ）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（１，２，…）（略）Ｉ‰１２．２仿真分析與設(shè)計(jì)結(jié)果為了分析膝關(guān)節(jié)在下肢系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)情況，利用機(jī)械工程軟件進(jìn)行了仿真分析。仿真動(dòng)作包括人體在后退、受到外部突然推力等狀況，下肢應(yīng)急后退、小腿向后主動(dòng)屈曲并保持身體平衡的情況。三維運(yùn)動(dòng)仿真示意圖見圖１。膝關(guān)節(jié)控制屈伸動(dòng)作系統(tǒng)示意圖見圖２。該種新型膝關(guān)節(jié)已申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利。結(jié)構(gòu)方案采用的回轉(zhuǎn)擺動(dòng)缸的機(jī)構(gòu)（圖３），同時(shí)設(shè)計(jì)有膝關(guān)節(jié)承重自鎖、解鎖機(jī)構(gòu)以及較完善的阻尼調(diào)節(jié)裝置，且通過上下支撐體同膝上殘肢相連。設(shè)計(jì)的膝關(guān)節(jié)力矩調(diào)整系統(tǒng)，在假肢正式使用前，根據(jù)使用者的個(gè)人特征對(duì)假肢進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。小腿作伸展運(yùn)動(dòng)過程中，回轉(zhuǎn)擺動(dòng)缸機(jī)構(gòu)腔體繞活塞和腔體的配合面作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓油可以在伸展回路內(nèi)自由流動(dòng)，保證假肢的順利伸展。在伸展的后期，左右腔被隔開，從而實(shí)現(xiàn)承重自鎖功能，由于橡膠緩沖環(huán)、扭簧和油路具有較好的阻尼效果，從而保證了假肢伸展過程中的穩(wěn)定（描述）Ｖ。個(gè)集合：①評(píng)語集合Ｖ一｛Ｖ１，Ｖ２，…，Ⅵ）；②因素集合Ｕ＝｛Ｕ，，鞏，…，阢）。其中，集合Ｖ取值為｛決定性指標(biāo)，重要指標(biāo)，一般指標(biāo)，參考指標(biāo)），用來描述各種設(shè)計(jì)指標(biāo)及重要度。集合Ｕ給定以下各參數(shù)指標(biāo)：運(yùn)動(dòng)安全性、機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度、連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比、緩沖阻尼性能、液壓缸動(dòng)作次數(shù)、機(jī)構(gòu)死點(diǎn)、動(dòng)作靈敏度、承重自鎖、安全保護(hù)裝置、液壓或氣動(dòng)的密封性能、彈簧類型、屈曲時(shí)的振動(dòng)沖擊特性、鎖定對(duì)集合Ｕ中的每一個(gè)元素，按評(píng)語對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以因素評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)，就可以得到多萬方數(shù)據(jù)?７３?中國(guó)機(jī)械工程第１９卷第】期２００８年１月上半月活塞鎖位圖４活塞在腔體內(nèi)范圍圈１三維運(yùn)動(dòng)仿真示意圖圖５下蹲過程的力矩圖施單元、微處理單元。在任意角度下，當(dāng)膝關(guān)節(jié)承重時(shí)，控制開關(guān)關(guān)閉，可實(shí)現(xiàn)任意步態(tài)及各種路況圖２新型膝關(guān)節(jié)控制屈伸動(dòng)作系統(tǒng)示意圖的自鎖。當(dāng)系統(tǒng)識(shí)別出后退狀態(tài)之后，系統(tǒng)連續(xù)發(fā)若干個(gè)脈沖到步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)換向閥閥芯旋轉(zhuǎn)到開啟位置。這種新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下的特點(diǎn)：（１）屈曲與鎖定功能穩(wěn)定。帶有新型回轉(zhuǎn)式液壓控制裝置，能有效地利用空間，且油路布置相對(duì)簡(jiǎn)易，由承重量決定的液壓式支撐保險(xiǎn)，根據(jù)行走速度決定擺動(dòng)期控制，可靠性高。（２）環(huán)境適應(yīng)性好。對(duì)膝關(guān)節(jié)的力矩控制較好，伸展終位緩沖阻尼，能較好地滿足行進(jìn)中對(duì)不圖３回轉(zhuǎn)擺動(dòng)缸機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖同路況的要求。（３）沒有運(yùn)動(dòng)死點(diǎn)，易于維護(hù)，尺寸相對(duì)國(guó)外同類產(chǎn)品較小，成本較低。３性和緩沖效果。小腿在屈曲運(yùn)動(dòng)過程中，上支撐體將會(huì)繞活塞和腔體的配合面旋轉(zhuǎn)一定的角度。在運(yùn)動(dòng)過程中，上支撐體與腔體將產(chǎn)生較大的角位移，進(jìn)而產(chǎn)生較大的助伸扭矩。根據(jù)人體生理運(yùn)動(dòng)范圍等，限制了活塞在腔體內(nèi)活動(dòng)范圍（圖４）。下蹲過程的力矩計(jì)算結(jié)果如圖５所示，其中，ＡＰ為活塞兩側(cè)面均布?jí)毫Σ?；Ｆ，、Ｆ。分別為大腿重力和腿上軀體重力，Ｆ，產(chǎn)１２０Ｎ，Ｆ。＝２４０Ｎ。運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算了力矩變化過程特點(diǎn)，保證力矩峰值在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。在實(shí)際樣機(jī)中，還設(shè)計(jì)了后退路況識(shí)別與實(shí)?結(jié)語本文重點(diǎn)對(duì)仿生膝關(guān)節(jié)進(jìn)行了功能原理分析、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和參數(shù)確定，設(shè)計(jì)開發(fā)的新型假肢膝關(guān)節(jié)與國(guó)外同類先進(jìn)產(chǎn)品比，性能可靠，成本較低，具有重要的社會(huì)意義和市場(chǎng)前景。新型膝關(guān)節(jié)在連骨式假肢、擬人機(jī)器人等方面的功能的實(shí)現(xiàn)情況，今后需要有大量實(shí)際使用數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來優(yōu)化，以逼近真實(shí)人體運(yùn)動(dòng)模式，真正實(shí)現(xiàn)“全方位”假肢的擬人化功能。（下轉(zhuǎn)第７０頁）７４‘萬方數(shù)據(jù)５Ｒ柔性并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程——杜兆才余躍慶３．８ｍｍ。因此，分析柔性機(jī)器人的彈性運(yùn)動(dòng)誤差ｓｉｓｏｆＨｉｇｈ—ｓｐｅｅｄＦｌｅｘｉｂｌｅＭｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａ—有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。ｎｉｓｍａｎｄＭａｃｈｉｎｅＴｈｅｏｒｙ，１９８１，１６（４）：４０７—４２４．［４］ＧａｂｒｉｅｌＰ．ＤｙｎａｍｉｃＦｉｎｉｔｅ—ｅｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＰｌａｎａｒＨｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ，Ｈｉｇｈ—ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＰａｒａｌｌｅｌＭａ—ｎｉｐｕｌａｔｏｒｗｉｔｈＦｌｅｘｉｂｌｅＬｉｎｋｓ［Ｄ］．Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａ—ｄａ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｏｒｏｎｔｏ，２００３．［５］ＣｌｅｇｈｏｒｎＷＩ。．ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈ—ｓｐｅｅｄＦｌｅｘｉｂｌｅＭｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｄ］．Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａｄａ：Ｕｎｉｖｅｒ—ｓｉｔｙｏｆＴｏｒｏｎｔｏ，１９８０．［６］ＰａｚＭ．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓ：ＴｈｅｏｒｙａｎｄＣｏｍｐｕｔａ—圖７ｘ方向的運(yùn)動(dòng)誤差ｔｉｏｎ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＶａｎＮｏｓｔｒａｎｄＲｅｉｎｈｏｌｄ，３２１９８０．ｌＯ（編輯郭偉）ｌ２３作者簡(jiǎn)介：杜兆才，男，１９７２年生。北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院博士４５研究生，北京航空制造工程研究所工程師。研究方向?yàn)闄C(jī)器人６學(xué)、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)。發(fā)表論文１５篇。余躍慶，男，１９５８年生。北７京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院教授。圖８Ｙ方向的運(yùn)動(dòng)誤差（Ｉ－接第７４頁）在考慮、忽略桿件縱向柔性的情況下，分別計(jì)參考文獻(xiàn)：算目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)誤差，二者的瞳線基本吻合，誤差［１］王人成，楊年峰，朱長(zhǎng)虹，等．人體下肢擺動(dòng)相冗余很小，平均相對(duì)誤差為４．８％?？梢姡紤]桿件縱肌力分析［Ｊ］．清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），１９９９，向柔性時(shí)，以計(jì)算時(shí)間增加４４％為代價(jià)，計(jì)算精３９（１１）：１０４－１０６．度提高了４．８％。所以，彎曲變形是柔性機(jī)器人［２］金德聞，王人成．人工智能假肢［Ｊ］．中國(guó)臨床康復(fù)，桿件的主要變形形式，在精度允許的前提下，可以２００２，６（２０）：１－６．忽略縱向柔性，以提高計(jì)算效率。［３］楊義勇，華超，王人成．人體負(fù)重深蹲過程中下肢冗余肌肉力分析［Ｊ］．清華大學(xué)學(xué)報(bào)，２００４，４４（１１）：３結(jié)論１４９３—１４９６．［４］ＳｕｌｌｉｖａｎＪ，ＵｄｅｎＭ，ＲｏｂｉｎｓｏｎＫＰ，ｅｔａ１．Ｒｅｈａｂｉｌｉ—本文基于運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力學(xué)理論和有限元方ｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴｒａｎｓ—ｆｅｍｏｒａｌＡｍｐｕｔｅｅｗｉｔｈａｎＯｓ—法，改進(jìn)了一種柔性機(jī)器人建模方法，考慮了桿件ｓｅｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＰｒｏｓｔｈｅｓｉｓ：ｔｈｅＵｎｉｔｅｄＫｉｎｇｄｏｍＥｘ—的縱向柔性，建立了平面５Ｒ柔性并聯(lián)機(jī)器人的ｐｅｒｉｅｎｃｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｒｏｓｔｈｅｔ８ＬＯｒｔｈｏｔ，２００３，２７（２）：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程。這對(duì)于分析動(dòng)力學(xué)性能、減１１４－１２０．小運(yùn)動(dòng)誤差、控制彈性振動(dòng)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等后續(xù)研究［５］金德聞，王人成．電流變液智能下肢假肢擺動(dòng)相控工作都是非常必要和有意義的。通過計(jì)算分析說制原理和方法Ｉ－Ｊ］．清華大學(xué)學(xué)報(bào)，１９９８，３８（１）：４０—明，桿件的彈性對(duì)于活動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)誤差及彈性４３．振動(dòng)具有重要的影響。本文采用的建模方法簡(jiǎn)［６］楊義勇，王延利，王人成．單線循環(huán)索道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與檢測(cè)裝置［Ｊ］．中國(guó)機(jī)械工程，２００７，１８（５）：５１４—５１７．單，模型精度高，計(jì)算時(shí)間較短，通用性強(qiáng)，可推廣［７］楊義勇．新型架空索道脫掛抱索器的研究設(shè)計(jì)［Ｊ］．用于建立復(fù)雜的柔性并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)微分新技術(shù)新工藝，２０００，８：２１—２３．方程。（編輯郭偉）參考文獻(xiàn)：作者簡(jiǎn)介：楊義勇，男，１９６６年生。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）工程技［１１ＳａｎｔｏｓｈａＫＤ，ＰｅｔｅｒＥ．ＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｌｅｘｉ—術(shù)學(xué)院副教授。研究方向?yàn)橹悄芘c生物機(jī)械、擬人機(jī)器人等。發(fā)ｂｌｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ，ａＬｉｔｅｒａｔｕｒｅＲｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａ—表論文５０余篇。王人成，男，１９６６年生。清華大學(xué)精密儀器與ｎｉｓｍａｎｄＭａｃｈｉｎｅＴｈｅｏｒｙ，２００６，４１（６）：７４９－７７７．機(jī)械學(xué)系副教授。王延利，男，１９６９年生。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）［２］ＦｅｎｇＧ．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＴｗｏ—ｄｅｇｒｅｅ－－工程技術(shù)學(xué)院博士研究生。合德聞，女，１９３９年生。清華大學(xué)精ｏｆ—ｆｒｅｅｄｏｍＰｌａｎａｒＰａｒａｌｌｅｌＲｏｂｏｔｓ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ密儀器與機(jī)械學(xué)系教授、博士研究生導(dǎo)師。田尚云，女，１９８６年ａｎｄＭａｃｈｉｎｅＴｈｅｏｒｙ，１９９８，３３（６）：６６１—６６８．生。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（ｊＥ京）工程技術(shù)學(xué)院碩士研究生。［３］ＣｌｅｇｈｏｒｎＷＬ，ＦｅｎｔｏｎＲＧ．ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙ一萬方數(shù)據(jù)?７９?新型仿生膝關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：楊義勇，王人成，王延利，金德聞，田尚云，YangYiyong，WangRencheng，WangYanli，JinDewen，TianShangyun楊義勇,王延利,田尚云,YangYiyong,WangYanli,TianShangyun(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),北京,100083)，王人成,金德聞,WangRencheng,JinDewen(清華大學(xué),北京,100084)中國(guó)機(jī)械工程CHINAMECHANICALENGINEERING2008,19(1)1次參考文獻(xiàn)(7條)1.楊義勇新型架空索道脫掛抱索器的研究設(shè)計(jì)[期刊論文]-新技術(shù)新工藝2000(08)2.楊義勇;王延利;王人成單線循環(huán)索道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與檢測(cè)裝置[期刊論文]-中國(guó)機(jī)械工程2007(05)3.金德聞;王人成電流變液智能下肢假肢擺動(dòng)相控制原理和方法[期刊論文]-清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)1998(01)4.SullivanJ;UdenM;RobinsonKPRehabilitationoftheTrans-femoralAmputeewithanOsseointegratedProsthesis:theUnitedKingdomExperience2003(02)5.楊義勇;華超;王人成人體負(fù)重深蹲過程中下肢冗余肌肉力分