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题名基于CMGWO算法的外骨骼膝关节结构优化设计研究
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作者
罗天洪
蒲俊杰
梁爽
马翔宇
黄厚勤
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机构
重庆理工大学机械工程学院
重庆城市职业学院
重庆文理学院智能制造工程学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第12期160-165,共6页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52175215)
重庆市英才计划项目(cstc2021ycjh-bgzxm0279)
+2 种基金
中央引导地方科技发展项目(23ZYCYJJ0034,2023ZYD0284)
中国博士后科学基金第75批面上资助“地区专项支持计划”(2024MD754044)
2024年重庆市自然科学基金项目(2024NSCQ-MSX3194)。
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文摘
目前下肢外骨骼结构具有较高的非线性以及舒适性较差,实际应用效果不理想。针对此问题,提出一种基于气动人工肌肉驱动的多连杆膝关节结构。该结构通过2个旋转轴运动,更加贴近人体自然步态;同时设计线性传动比,以减小四连杆引起的非线性。建立多连杆膝关节结构的运动学和力传递模型,并求解其瞬心轨迹方程及传动比。通过引入自适应t分布或蚁狮优化算法扰动MGWO算法灰狼位置的更新来改进MGWO算法,增加物种多样性,以跳出灰狼优化算法的局限性。改进后得到的CMGWO算法对双目标函数的优化效果优于MGWO算法。结合2个目标函数,利用CMGWO算法对人机瞬心偏差支配目标传动比进行优化。仿真结果显示:优化后的人机瞬心偏差小于5 mm,基本满足传动比0.6的设计目标,证明了所设计结构在提高人机瞬心适配性的同时,减小了四连杆结构的非线性,为后续人机相容性的研究提供了理论支持。
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关键词
下肢外骨骼
关节设计
cmgwo算法
多目标优化
穿戴舒适性
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Keywords
lower limb exoskeleton
joint design
cmgwo algorithm
multi-objective optimization
wearing comfort
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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