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下肢外骨骼机器人跟随系统的研究的开题报告一、研究背景和意义下肢外骨骼机器人作为一种新型的康复辅助设备，可以改善患者行动能力受限的问题，并有助于提高其生活质量。然而，由于其涉及大量的机械和电子设备，操作复杂、匹配度较低，还存在行走不稳定、姿态不准确等问题。为此，研究跟随系统，以实现更准确地感应、判断用户运动，提高系统稳定性和应用范围，对于推广下肢外骨骼机器人的应用具有重要意义。二、研究目的和内容本研究旨在开发一种下肢外骨骼机器人跟随系统，以实现对用户姿态、速度和方向等运动信息的准确感应、判断和响应，从而改善机器人操作的稳定性和准确性。具体研究内容包括：1.设计并制作跟随系统硬件，包括传感器、控制板和执行器等组件；2.开发跟随系统软件，建立姿态感应和反馈、运动参数计算和控制等功能模块；3.针对系统运动稳定性和匹配度不足等问题，研究并提出优化措施，如改进姿态感应、增加反馈控制等；4.通过仿真实验和实际测试，验证系统的稳定性和准确性，评估其应用价值和可行性。三、研究方法和技术路线本研究采用实验研究和仿真模拟相结合的方法，通过对已有下肢外骨骼机器人跟随系统的研究，总结其优缺点，提出并实现优化措施。在硬件和软件设计方面，采用传感器融合、滤波算法、PID控制等技术，实现姿态感应、参数计算和运动控制等功能。在测试方面，将系统在不同场景下进行仿真和实验测试，如平稳路面、不同坡度、不同速度下的测试，评估其运动稳定性和控制精度。四、研究预期结果预计本研究将取得以下成果：1.设计制作出一种下肢外骨骼机器人跟随系统，具备姿态感应和反馈、运动参数计算和控制等功能；2.突破系统运动稳定性和匹配度不足等问题，提出并实现优化措施；3.通过实验验证系统的稳定性和准确性，评估其应用价值和可行性。五、研究进度安排本研究计划于2021年9月开始，预计在10个月内完成。具体进度安排如下：1.前期调研和文献综述：1个月；2.系统设计、制作和测试：7个月；3.仿真实验和实际测试：2个月。六、研究经费预算本研究所需经费约为50万元，主要包括硬件器材费用、人员工资和实验室设备等费用。其中硬件器材费用约为25万元、人员工资约为20万元、实验室设备等费用约为5万元。七、参考文献1.李梦迪,王乾园.下肢外骨骼机器人姿态控制中的PID反馈算法研究[J].小型微型计算机系统,2019,40(3):620-626.2.邓发军,南曦,付弼武.基于IMU的下肢外骨骼跟随控制研究[J].计算机测量与控制,2017,25(2):262-265.3.HuaZ,TongKY,WeiXJ,etal.Aself-balancingcontrolalgorithmforalowerlimbexoskeletonbasedonpressuresensing[J].IEEETransactionsonN

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