从结构设计到动力学建模：基于3-RRRParallel Ankle Rehabilitation Robot的控制导向开发
机器人学
2025-06-03 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
本文介绍了基于3-RRR球面并行机械结构（SPM）开发的可穿戴足踝康复机器人，以实现通过俯仰、滚转和偏航运动的多自由度恢复。该系统具备紧凑、人体工学的结构设计，旨在提供舒适、安全且与足踝生物力学兼容的功能。已实现完整的设计到动力学管线，包括结构设计、用于运动规划的运动学建模，以及用于扭矩估计和仿真分析的拉格朗日力学建模。初步仿真验证了在代表性康复轨迹下，关节协调稳定且运动跟踪平滑。当前正在开发控制框架以提高工作空间内的响应性。未来工作将重点集中在整合个性化建模和自适应策略，以通过基于模型的控制解决运动学奇点问题。本工作为智能化、个性化的足踝康复提供了基础平台，既能实现静态训练，也可能扩展至步态相位定时辅助。
引用
@article{arxiv.2505.13762,
title = {From Structural Design to Dynamics Modeling: Control-Oriented Development of a 3-RRR Parallel Ankle Rehabilitation Robot},
author = {Siyuan Zhang and Yufei Zhang and Junlin Lyu and Sunil K. Agrawal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.13762},
year = {2025}
}
备注
This paper was originally submitted as a class project and included the name of a faculty member without prior permission. At the instructor's request, I am withdrawing the paper. The work may be resubmitted in the future after further development and testing