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题名一种助力髋关节伸展和屈曲的柔性外骨骼机器人
被引量：2
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作者
刘友福
卢军
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机构
陕西科技大学机电工程学院
中国科学院深圳先进技术研究院
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出处
《机械传动》
北大核心
2021年第2期90-96,共7页
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基金
广东省基础与应用基础研究基金(2019A1515110576)。
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文摘
随着下肢外骨骼机器人的发展,出现了各种各样应用于医疗康复等领域的刚性外骨骼。刚性外骨骼会增加下肢额外的惯性力并限制人体运动的自由度;与刚性外骨骼相比,柔性可穿戴下肢外骨骼则可将一些对人体运动的影响因素减至最小。根据人体在行走过程中髋关节动力学变化,设计了一种为髋关节伸展和屈曲提供助力的柔性外骨骼。根据髋关节的关节力矩和关节力的变化,提出了一种助力策略和期望助力曲线控制电机追踪期望力曲线,从而得到实际作用于髋关节的实际力。为了减少由佩戴位置和穿戴者身材特征而引起的误差,提升助力效果,引入了PD型迭代学习控制(ILC)。为了评估助力效果,测量了4名受试者分别在穿戴外骨骼不助力、助力髋关节伸展和屈曲以及仅助力髋关节伸展3种不同情况下产生的新陈代谢能;通过产生的新陈代谢能的值来评估助力效果。结果表明,与仅辅助髋关节伸展和穿着外骨骼不助力的情况相比,助力髋关节伸展和屈曲的平均净新陈代谢能分别减少了0.445 W/kg和1.027 W/kg,平均净新陈代谢率分别降低了7.45%和15.67%。
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关键词
柔性外骨骼
髋关节助力
力曲线
ILC控制
新陈代谢
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Keywords
Flexible exoskeleton
hip joint assistance
Force curve
ILC Control
Metabolism
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名2-UPS/RR并联髋关节助力机构及运动性能
被引量：2
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作者
李剑锋
李世才
陶春静
季润
徐成辉
张兆晶
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机构
北京工业大学机械工程与应用电子技术学院
国家康复辅具研究中心
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出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期49-57,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61273342)
北京市自然科学基金资助项目(3132005
3113026)
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文摘
为了帮助髋关节受损的患者完成行走运动,提出了一种适用于髋关节助力的2-UPS/RR并联机构.该机构不仅可以满足髋关节助力所需要的前屈/后伸、内收/外展、内旋/外旋运动,还可以保证机构的旋转中心与不同患者的髋关节旋转中心重合.计算了自由度,并应用解析法给出了机构的位置反解,建立了速度雅克比矩阵,通过对驱动参数的限定,求解了机构的工作空间.最后,基于雅克比矩阵,对比分析了分别驱动移动副和虎克副2根旋转轴时机构的运动学性能.结果表明:在规定的工作空间内驱动移动副时,机构具有良好的可操作性、运动灵活性和刚度特性.相比当前的髋关节助力机构,其结构简单,有效避免了支链间不必要的干涉,减小了整个机构的占用体积.设计的该机构适合髋关节助力训练.
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关键词
髋关节助力
并联机构
可操作度
灵活性
刚度特性
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Keywords
hip joint assisting
parallel mechanism
operability
flexibility
stiffness characteristics
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分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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