机械工程学报

作者：李永辉, 卢文秀

单位：1. 清华大学机械工程系 北京 100084;2. 北京宇航系统工程研究所 北京 100076

关键词：假人,下肢模型,力矩,动态静力分析,仿生机构,轨迹规划；

基金：深圳市技术攻关重点资助项目（JSGG20220831104001002）。

为解决大型游乐设施传统检测方法可靠性低，进口假人与测试场景不匹配的问题，基于我国人体特征设计了多姿态假人下肢模型，以准确评估危险运行区间。对不同驱动模型进行运动学和动力学分析，基于Lagrange方程和动态静力分析法建立了驱动力矩与腿部转动角度之间的关系，确定了下肢仿人1:1模型的低力矩驱动方案；利用传感器获取角度数据，分析了人体姿态调整规律，从而确定了下肢模型的运动参数，进一步通过微控制单元实时获取和调整模型姿态数据，实现了假人站姿和坐姿的转变。实验结果表明：间接驱动机构的驱动力矩约为直接驱动力矩的1/4，实现了低力矩电机驱动大力矩下肢模型；间接驱动模型主动构件运动非线性，通过轨迹规划结合PID控制实现了姿态调整过程的非线性驱动和平滑启停。

来源：2024年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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