机械工程

　　一封专属导师推荐信

　　一封完整的科研报告

　　一次完整的科研经历

　　【机械工程】

　　外骨骼机器人系统设计与交互控制策略研究

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　　项目介绍

　　正式科研：1v1线上定制辅导

　　项目收获：科研报告、导师推荐信

　　科研补充包：48课时科研基础课+15课时学术写作基础课

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　　涉及领域

　　本课题涉及到下肢外骨骼 | 机器人学 | 自动控制原理 | 机械设计等方面的知识，适合申请控制工程 | 控制系统 | 自动化 | 机械设计 | 机械工程等相关专业的学生

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　　适合人群

　　有意提高自身知识水平及学术能力的学生

　　有意掌握最前沿科研热点及科研方法的学生

　　有留学意向、跨专业深造的学生

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　　研究前沿性

　　为了让丧失行走能力或行动不便的人群重新正常地走路，现如今市场已有多款商业化的下肢外骨骼助行机器人。许多大学和公司都在不断推进新型实用的下肢外骨骼助行机器人的研发，国外有很多成熟的商品，如Rewalk，HAL、Ekso等等。国内在下肢外骨骼领域也取得了一定成果，但在系统结构设计，人体意图识别、人机交互以及协同控制方面仍有很多问题亟待解决。

　　因此，本项目旨在研发下肢外骨骼助行机器人，帮助运动受损的人群康复或重新走路，并且在军事、工业领域方面也探索其可能存在的应用。

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　　研究介绍

　　美国漫威电影工作室出品了系列科幻电影《钢铁侠》，电影中钢铁侠赋予斯塔克超人力量，超人耐力，飞行能力与多种武器的动力装甲。

　　钢铁侠不仅存在于电影中，在我们生活的世界里也有类似的装备——外骨骼，它可以为老人及残障人士的日常活动提供帮助，使他们重获运动(如站立、行走、抓握等)能力，因此本项目致力于开发出高效、便携、安全的可穿戴下肢外骨骼。

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　　课题要点

　　课题研究方法

　　文献阅读、软件仿真

　　课题难点

　　一定的MATLAB编程能力，需要有自动控制原理、机器人学方面的基础

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　　1v1定制化辅导参考任务

　　任务一

　　掌握查阅文献和研究方法

　　掌握查阅文献和面向文献学习的方法;

　　掌握文献管理的方法;

　　通过查阅文献，学习该方向的研究热点和方向;

　　掌握快速提炼文献重要信息的方法。

　　任务二

　　总结基本概念及常见研究问题

　　查阅国内外相关文献，关注下肢外骨骼的机械结构设计及传感、人机交互控制的研究思路、研究现状，跟踪该领域内Z新研究进展，以PPT的形式汇报调研结果。

　　任务三

　　学习自动控制原理相关知识

　　介绍机器人学基础知识，包括机器人运动学和动力学分析、运动控制系统;

　　复习《自动控制原理》教材，介绍传递函数、闭环控制、PID控制等基础知识，建立关节驱动器的位置-速度闭环控制器。

　　任务四

　　机械系统设计

　　外骨骼机械系统设计，包括外骨骼系统结构设计、驱动和传感设计;

　　针对现有的下肢外骨骼机器人，优化结构设计和驱动传感设计，基于Solidworks软件完成三维模型设计。

　　任务五

　　人机交互控制策略研究

　　外骨骼机器人运动学和动力学模型构建，完成Simulink模型搭建;

　　介绍阻抗-导纳控制在外骨骼机器人中的应用;

　　基于自适应阻抗控制的下肢外骨骼控制策略研究。

　　任务六

　　项目收尾

　　撰写整体报告;

　　准备一次20~30分钟的presentation。

　　(以上任务仅供参考，实际辅导根据定制化要求展开)