为解决由于下肢肌力衰退、骨关节疾病、心脑血管疾病、脊髓损伤等导致的半失能老人下肢运动功能障碍问题(如无法独立完成行走、站立、坐下等基本生活动作),提出了一种具有辅助行走、辅助落座、辅助搬移功能的移动辅助机器人结构设计方案。针对人体尺寸分布规律,对结构部件进行了尺寸计算。为保证机构具有足够的结构强度,对关键部件进行了有限元仿真分析。在此基础上,建立了人-机耦合系统模型,完成了人-机耦合情况下的运动学仿真。提出了移动辅助机器人硬件系统设计方案,搭建了电气系统连接,完成了硬件电路设计。为验证理论成果的正确性,加工了实验样机,进行了相关实验。

基于半失能老人步态特征,建立了人体下肢运动学模型,推导了人体行走动力学方程,在此基础上,设计了面向半失能老人的无动力下肢外骨骼结构。为了便于用户穿戴,基于人体工程学,完成了外骨骼绑带等柔性部件结构的设计及外观设计。为验证文中设计的外骨骼性能及可靠性,加工了无动力下肢外骨骼样机,并进行了相关测试及实验。