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气动人工肌肉驱动仿人灵巧手的结构设计 被引量:16
1
作者 彭光正 余麟 刘昊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期593-597,共5页
研究一种气动人工肌肉驱动的多指仿人灵巧手的结构设计.通过分析正常人体解剖学,针对人类手掌的外形结构、驱动形式及运动规则,设计了一种5指仿人灵巧手.该灵巧手有5个手指、19个自由度,在外观和功能上与人手接近;手指采用气动人工肌肉... 研究一种气动人工肌肉驱动的多指仿人灵巧手的结构设计.通过分析正常人体解剖学,针对人类手掌的外形结构、驱动形式及运动规则,设计了一种5指仿人灵巧手.该灵巧手有5个手指、19个自由度,在外观和功能上与人手接近;手指采用气动人工肌肉驱动,以柔索传动.实验结果表明,该仿人灵巧手具有很好的柔顺性,并且整体外形和手指关节的运动范围均能达到拟人的效果. 展开更多
关键词 灵巧手 人工肌肉 仿生学
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气动人工肌肉驱动灵巧手的设计与研究 被引量:15
2
作者 张氢 覃昶 孙远韬 《液压与气动》 北大核心 2018年第5期93-97,共5页
针对气动人工肌肉推广应用的问题,提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案,并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明,该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性,设计了一款欠驱动... 针对气动人工肌肉推广应用的问题,提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案,并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明,该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性,设计了一款欠驱动的多自由度灵巧手,并进行了多项抓取实验,验证了其多种状况下的工作能力。基于气动人工肌肉的灵巧手具有适应性强和抓取力大的特点,对气动人工肌肉的应用和机器人末端执行器的开发具有参考价值。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 气动装置 灵巧手 机器人
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McKibben型气动人工肌肉研究进展与趋势 被引量:15
3
作者 谢胜龙 梅江平 刘海涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1065-1080,共16页
鉴于气动人工肌肉固有的结构特点导致其在运动过程中产生迟滞和蠕变等非线性现象,给其精确控制带来了极大的困难,而现有的气动人工肌肉的迟滞理论建模和控制策略尚存在诸多缺陷,阐述了气动人工肌肉运动过程中产生的一系列非线性现象及... 鉴于气动人工肌肉固有的结构特点导致其在运动过程中产生迟滞和蠕变等非线性现象,给其精确控制带来了极大的困难,而现有的气动人工肌肉的迟滞理论建模和控制策略尚存在诸多缺陷,阐述了气动人工肌肉运动过程中产生的一系列非线性现象及其原因,从气动人工肌肉静/动态特性建模、迟滞特性建模及控制策略等方面综述和分析其现有研究进展与成果。根据气动人工肌肉结构、迟滞建模和控制策略的发展趋势,给出了气动人工肌肉需要深入研究的方向和解决这些关键问题的途径。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 研究进展 研究趋势 迟滞现象 控制策略 建模
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气动人工肌肉驱动的机器人控制方法研究现状概述 被引量:13
4
作者 梁定坤 陈轶珩 +3 位作者 孙宁 吴易鸣 刘连庆 方勇纯 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期27-41,共15页
随着机器人技术的飞速发展,传统执行器(如电机、液压驱动等)结构繁冗、体积庞大,越来越难以满足新一代智能机器人对轻质化与柔顺性的需求,具有更高柔顺性、更强安全性的气动人工肌肉日益受到广大学者的关注.气动人工肌肉结构简单、材料... 随着机器人技术的飞速发展,传统执行器(如电机、液压驱动等)结构繁冗、体积庞大,越来越难以满足新一代智能机器人对轻质化与柔顺性的需求,具有更高柔顺性、更强安全性的气动人工肌肉日益受到广大学者的关注.气动人工肌肉结构简单、材料轻便、生物适应性好,在医疗康复、航空航天、水下作业、抢险救灾等领域均具有良好的适应性,可方便地用于驱动机器人完成多项复杂任务.然而,气动人工肌肉与生俱来的迟滞、高度非线性、蠕变等特性,为其驱动的柔性机器人精准智能控制带来了挑战.鉴于此,首先对气动人工肌肉的工作原理、优势缺陷、建模与应用现状等进行简要介绍;然后基于气动肌肉的主流模型,对近年来单、多气动人工肌肉驱动的机器人运动控制方法研究现状与最新进展进行重点阐述;最后根据当今研究现状与尚未解决的难题,简要分析气动人工肌肉驱动的机器人未来发展趋势. 展开更多
关键词 柔性机器人 气动人工肌肉 气动执行器 仿生关节 气动自动控制 迟滞补偿
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气动柔性球关节的模糊PID控制 被引量:8
5
作者 张立彬 鲍官军 +1 位作者 杨庆华 阮健 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期407-409,431,共4页
  介绍了新型气动柔性球关节,讨论了其控制方法。综合模糊控制和 PID控制的特点,设计了针对气动柔性球关节的模糊 PID控制器,实现对球关节弯曲角度、偏转方向等系统参数的动态控制。实验结果表明,模糊 PID 控制可以实时准确地对气动...   介绍了新型气动柔性球关节,讨论了其控制方法。综合模糊控制和 PID控制的特点,设计了针对气动柔性球关节的模糊 PID控制器,实现对球关节弯曲角度、偏转方向等系统参数的动态控制。实验结果表明,模糊 PID 控制可以实时准确地对气动柔性球关节进行控制,设计的控制系统可以作为气动柔性球关节的有效控制系统,用于进行相关研究。 展开更多
关键词 气动柔性球关节 模糊PID控制 多指灵巧手 气动人工肌肉
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上肢康复机器人主动康复训练控制策略 被引量:12
6
作者 刘鹏 葛小青 +1 位作者 李宇 赵佳欣 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2019年第4期570-576,共7页
近年来,脑卒中和交通事故造成上肢损伤的人数逐年上升,医疗领域对康复器械的需求越来越大。为满足实际需求,开发以气动人工肌肉为驱动器的4自由度(肩关节外收/内展(被动)、前驱/后伸、肘关节屈曲、腕关节屈曲)可穿戴上肢康复机器人。首... 近年来,脑卒中和交通事故造成上肢损伤的人数逐年上升,医疗领域对康复器械的需求越来越大。为满足实际需求,开发以气动人工肌肉为驱动器的4自由度(肩关节外收/内展(被动)、前驱/后伸、肘关节屈曲、腕关节屈曲)可穿戴上肢康复机器人。首先设计上肢康复机器人的结构,并采用气动人工肌肉作为肘关节与腕关节的驱动器。然后针对该上肢康复机器人,研究主动康复训练控制策略,设计两种控制策略。通过穿戴实验验证控制策略的有效性和实际应用价值。 展开更多
关键词 康复机器人 气动人工肌肉 直接力控制 阻抗控制
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柔性可穿戴康复手套的设计与控制 被引量:12
7
作者 彭广帅 樊星雨 +1 位作者 刘笑宇 王丽珍 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期637-643,共7页
目的 为提高手功能康复机器人的临床应用,改善现有刚性外骨骼康复机器人结构复杂、质量大、存在安全隐患等缺点,提出一种新型柔性可穿戴康复手套。方法 康复手套由McKibben型气动人工肌肉(pneumatic artificial muscles,PAMs)驱动,并仿... 目的 为提高手功能康复机器人的临床应用,改善现有刚性外骨骼康复机器人结构复杂、质量大、存在安全隐患等缺点,提出一种新型柔性可穿戴康复手套。方法 康复手套由McKibben型气动人工肌肉(pneumatic artificial muscles,PAMs)驱动,并仿人手的解剖和生理结构设计了腱驱动网络,利用佩戴者自身的指骨关节来传递力和扭矩,模拟人手的正常运动,大幅度减轻设备的重量。同时设计表面肌电信号(surface electromyography,s EMG)采集电路和基于表面肌电信号的佩戴者运动意图检测方法。结果 柔性康复手套的特性测量实验结果表明,康复手套能够有效协助佩戴者完成日常动作和日常生活用品的抓取,验证了该康复手套的可行性和科学性。结论 所设计的康复手套具有质量轻、易操作、舒适度高等优点,可为类似的手部康复设备研究和设计提供参考。 展开更多
关键词 可穿戴 柔性康复手套 腱驱动系统 气动人工肌肉 手康复
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柔性驱动与刚度可调结构/功能一体化微创手术操作臂设计制造与性能研究 被引量:11
8
作者 陈煜宇 刘磊 +3 位作者 李博 魏超 王树新 李涤尘 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期53-61,共9页
现有手术操作臂多采用刚性直杆结构,难以满足未来自然腔道微创手术的需求。为解决这一关键问题,结合气动人工肌肉技术及纤维堵塞刚度调节机理,设计一种具有多自由度运动和刚度可调能力的手术操作臂。研究获得操作臂单元的一体化制造工... 现有手术操作臂多采用刚性直杆结构,难以满足未来自然腔道微创手术的需求。为解决这一关键问题,结合气动人工肌肉技术及纤维堵塞刚度调节机理,设计一种具有多自由度运动和刚度可调能力的手术操作臂。研究获得操作臂单元的一体化制造工艺。搭建试验测试系统,测试获得气动人工肌肉驱动器弯曲变形及输出力与驱动气压的非线性关系。进一步研究操作臂单元的抗弯能力与负压、纤维疏密程度及纤维排布方式等参数的关系,得到优化的设计方案。实现操作臂在复杂环境下的多自由度绕障及刚度调节功能。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 纤维堵塞 刚度可调 微创手术
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基于高速开关阀的气动人工肌肉轨迹跟踪控制仿真 被引量:11
9
作者 谢胜龙 刘海涛 +1 位作者 梅江平 王攀峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期368-374,385,共8页
针对基于高速开关阀的气动人工肌肉位置伺服控制系统的非线性与时变性,设计了基于气动人工肌肉实验模型的PID反馈控制器,实现气动人工肌肉的高精度运动轨迹跟踪控制。首先,通过实验建模得到气动人工肌肉静态特性的实验模型,然后基于理... 针对基于高速开关阀的气动人工肌肉位置伺服控制系统的非线性与时变性,设计了基于气动人工肌肉实验模型的PID反馈控制器,实现气动人工肌肉的高精度运动轨迹跟踪控制。首先,通过实验建模得到气动人工肌肉静态特性的实验模型,然后基于理想气体多变方程,建立可有效描述气动人工肌肉动态特性的数学模型,利用Sanville流量公式建立流经高速开关阀阀口的气体流量方程,并采用脉冲信号调制法生成PWM信号,进而控制高速开关阀占空比。在此基础上,借助PID反馈控制器建立气动人工肌肉气压与轨迹跟踪的控制模型,并采用Simulink对所提出的气压和轨迹跟踪控制方法进行数值仿真。结果表明,所建立的控制模型能够精确地跟踪期望气压和运动轨迹,从而验证了控制模型和控制方案的精确性和可行性,为实现气动人工肌肉高精度轨迹跟踪控制提供了有效手段。 展开更多
关键词 开关阀 气动人工肌肉 轨迹跟踪 反馈控制
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柔性气动执行器的研究现状和趋势 被引量:7
10
作者 周泉 张立彬 +1 位作者 杨庆华 阮建 《机电工程》 CAS 2003年第1期61-64,共4页
介绍了当前各种柔性气动执行器的研究背景、结构原理和最新研究进展 。
关键词 柔性气动执行器 气动人工肌肉 智能机器人 工业机器人
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气动人工肌肉迟滞-蠕变特性研究现状与进展 被引量:10
11
作者 谢胜龙 刘海涛 梅江平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期809-823,共15页
针对气动人工肌肉中存在的迟滞及蠕变现象,回顾了其研究历史并总结了国内外主要研究机构的研究现状。从气动人工肌肉迟滞及蠕变现象的特点、产生原因、建模以及基于迟滞模型的控制策略等方面,对现有的研究进展与成果进行了综述。分析了... 针对气动人工肌肉中存在的迟滞及蠕变现象,回顾了其研究历史并总结了国内外主要研究机构的研究现状。从气动人工肌肉迟滞及蠕变现象的特点、产生原因、建模以及基于迟滞模型的控制策略等方面,对现有的研究进展与成果进行了综述。分析了目前气动人工肌肉中存在的问题并提出了进一步研究的思路。从目前的发展趋势来看,气动人工肌肉迟滞与蠕变的理论研究还远不充分。迟滞特性建模需要解决因蠕变引起的参数动态变化问题,神经网络建模需解决多环辨识问题,而基于逆模型补偿的控制策略则需要解决模型复杂以及参数敏感问题。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 迟滞 蠕变 逆模型 控制
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四足机器人气动人工肌肉驱动的仿生柔性机体动力学分析 被引量:9
12
作者 雷静桃 俞煌颖 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1688-1693,1699,共7页
基于四足生物动态步行时其柔性机体辅助腿机构的运动机理,设计了一种由气动人工肌肉、仿生脊柱、前机体和后机体组成的四足机器人仿生柔性机体.采用几何法分析仿生柔性机体运动学,建立四足机器人转向时仿生柔性机体弯曲角与气动人工肌... 基于四足生物动态步行时其柔性机体辅助腿机构的运动机理,设计了一种由气动人工肌肉、仿生脊柱、前机体和后机体组成的四足机器人仿生柔性机体.采用几何法分析仿生柔性机体运动学,建立四足机器人转向时仿生柔性机体弯曲角与气动人工肌肉长度变化间的关系,通过控制气动人工肌肉长度以控制机体弯曲.基于浮动坐标法和动量矩定理进行仿生柔性机体刚柔耦合动力学建模,对比分析了不同机体刚度下机体弯曲所需气动人工肌肉驱动力.设计仿生柔性机体弯曲控制实验系统,采用PID控制算法进行机体弯曲实验分析.四足机器人的仿生柔性机体分析,为提高其非结构化环境机动性奠定了基础. 展开更多
关键词 四足机器人 气动人工肌肉 仿生柔性机体 刚柔耦合 动力学
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一种气动肌肉拮抗驱动机器人关节的类人运动控制方法 被引量:9
13
作者 龚道雄 何睿 +1 位作者 于建均 左国玉 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期803-812,共10页
为了实现气动人工肌肉拮抗驱动机器人关节系统的类人运动控制,针对该系统严重非线性的特点,本文将其控制问题视为一个非线性最优控制问题,根据人体手臂关节运动的最小加加速度模型设定系统的最优控制性能指标,首先采用扩张状态观测器将... 为了实现气动人工肌肉拮抗驱动机器人关节系统的类人运动控制,针对该系统严重非线性的特点,本文将其控制问题视为一个非线性最优控制问题,根据人体手臂关节运动的最小加加速度模型设定系统的最优控制性能指标,首先采用扩张状态观测器将机器人关节模型线性化得到积分器串联标准型,然后在线性化模型基础上设计最优控制律,使机器人关节具有与人手臂关节相似的无约束运动轨迹.仿真结果表明,采用本文算法,机器人关节能实现大运动范围(0~120°)的类人运动,关节运动轨迹对负载的改变(1 kg^5 kg)不敏感,并且关节运动具有较好的抗扰动能力.在机器人关节实验平台上通过实物实验验证了算法的有效性,并进一步讨论了控制器参数的设计规则.本文算法需要整定的参数只有2个,适用于气动肌肉拮抗驱动关节的类人运动控制,能够满足协作机器人在本质安全性、运动柔顺性以及类人运动模式等方面的要求. 展开更多
关键词 气动人工肌肉 拮抗关节 类人运动控制 最优控制
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气动人工肌肉在康复器械中的应用现状 被引量:9
14
作者 周彬滨 邹任玲 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2020年第4期463-466,共4页
本文介绍国内外气动人工肌肉在康复医疗器械中的应用现状,重点分析近年来气动人工肌肉在上肢和下肢康复器械中的应用,其中上肢康复器械包括手部、手腕和手臂,下肢康复器械包括腿部、膝关节和踝关节;应用实例介绍了气动人工肌肉的工作特... 本文介绍国内外气动人工肌肉在康复医疗器械中的应用现状,重点分析近年来气动人工肌肉在上肢和下肢康复器械中的应用,其中上肢康复器械包括手部、手腕和手臂,下肢康复器械包括腿部、膝关节和踝关节;应用实例介绍了气动人工肌肉的工作特点和应用范围,并且对同功能康复器械对比分析。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 上肢康复 下肢康复 康复机器人 综述
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急救车载担架人工肌肉隔振系统特性分析 被引量:8
15
作者 高蓬 孙大刚 +1 位作者 梁培根 沈毅 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第3期119-123,共5页
将仿生气动人工肌肉(PAM)运用于急救车车载担架隔振平台,作为担架的缓冲执行机构,建立缓冲减振系统数学模型,以白噪声模拟路面输入,运用Simulink结合模糊PID控制理论进行仿真。在选定的3种工况下,分析担架在主动控制与被动情况下振动的... 将仿生气动人工肌肉(PAM)运用于急救车车载担架隔振平台,作为担架的缓冲执行机构,建立缓冲减振系统数学模型,以白噪声模拟路面输入,运用Simulink结合模糊PID控制理论进行仿真。在选定的3种工况下,分析担架在主动控制与被动情况下振动的垂向加速度和俯仰角加速度。结果表明PAM仿生担架隔振平台可有效减小担架所受到的振动冲击,提高病人的乘卧舒适度。研究结果可为急救车担架的设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 振动与波 急救车 担架 隔振 人工气动肌肉
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气动柔性关节的设计与应用 被引量:1
16
作者 李安平 殷时蓉 +3 位作者 罗天洪 奚陶 陈庆 王柯 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期171-178,共8页
针对当前康复下肢机器人动力源刚度较强以及气动人工肌肉控制非线性、滞后性等问题,设计了一种气动人工肌肉和磁流变制动器复合驱动的膝关节结构。依照MRB-PAM柔性关节的运动学模型,探究了仿生柔性关节运动特性;基于三元素模型和Bouc-We... 针对当前康复下肢机器人动力源刚度较强以及气动人工肌肉控制非线性、滞后性等问题,设计了一种气动人工肌肉和磁流变制动器复合驱动的膝关节结构。依照MRB-PAM柔性关节的运动学模型,探究了仿生柔性关节运动特性;基于三元素模型和Bouc-Wen模型以及能量守恒定理,研究推导出了关节结构参数与动力学特性的映射模型以及建立了单腿拉格朗日动力学MRB-PAM柔性关节的动力学模型,探究柔性关节的复合驱动机理。研究结果表明,MRB-PAM柔性关节较PAM柔性关节具有良好的稳定性和承载能力,验证了MRB-PAM柔性关节的可行性。 展开更多
关键词 复合驱动 柔性关节 气动人工肌肉 磁流变液制动器 动力学特性
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气动人工肌肉驱动的并联平台模糊PID控制 被引量:7
17
作者 李芳 陈奇 +4 位作者 刘凯 吴阳 陈伊宁 王明昕 姚佳烽 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期140-147,共8页
为了提高气动人工肌肉(PAM)驱动的3自由度并联平台的位置跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的模糊PID(比例-积分-微分)控制算法.首先通过动态试验分析单根PAM的迟滞特性,建立P-I逆模型.接着搭建PAM驱动的3自由度... 为了提高气动人工肌肉(PAM)驱动的3自由度并联平台的位置跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的模糊PID(比例-积分-微分)控制算法.首先通过动态试验分析单根PAM的迟滞特性,建立P-I逆模型.接着搭建PAM驱动的3自由度并联试验平台,设计模糊PID控制器.试验结果显示模型最大误差为0.3904 mm,平均误差为0.0793 mm,验证了所提控制算法能够很大程度地减小PAM迟滞特性对动态控制精度的影响.3自由度平台的γ角误差能保持在0.13°以内,基于P-I逆模型的模糊PID控制器整体误差波动小,表明动态轨迹跟踪效果较好. 展开更多
关键词 气动人工肌肉 3自由度并联机构 Prandtl-Ishlinskii模型 模糊PID控制
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人工肌肉驱动的腰部助力器设计与仿真研究
18
作者 贺子骁 胡志刚 岳洋 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期111-120,共10页
目的为了帮助腰椎疾患、腰肌劳损、弯腰作业者,方法提出一种由McKibben型气动人工肌肉实现轻量化、柔性助力、穿戴舒适的腰部助力器,分析穿戴与未穿戴腰部助力器搬举重物时腰部主要肌群的肌肉力变化,验证腰部助力器的有效性。通过三维... 目的为了帮助腰椎疾患、腰肌劳损、弯腰作业者,方法提出一种由McKibben型气动人工肌肉实现轻量化、柔性助力、穿戴舒适的腰部助力器,分析穿戴与未穿戴腰部助力器搬举重物时腰部主要肌群的肌肉力变化,验证腰部助力器的有效性。通过三维动作捕捉系统和三维测力系统采集受试者在搬举过程中的运动学和动力学数据,导入腰部助力器三维模型作为驱动数据,建立人体腰部骨骼肌肉生物力学模型,利用Hill型三元素肌肉模拟McKibben型气动人工肌肉,搭建人机交互模型并进行仿真分析。通过测量重物搬举过程中腰部主要肌群的肌电信号变化,对比肌电信号曲线与肌肉力曲线趋势,验证仿真分析结果的有效性。结果实验结果表明,穿戴腰部助力器运动时主要参与作用的为竖脊肌、多裂肌和腰方肌,其中竖脊肌助力效果最为显著,助力效果达到43%。结论通过进行人机交互模型的生物力学仿真,验证了搬举重物时腰部助力器的有效性,该助力器可为护理人员和物料搬运工作者提供助力。 展开更多
关键词 腰部助力器 气动人工肌肉 AnyBody 人机交互 肌电信号
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悬吊式重力卸荷系统的主动式缓冲控制
19
作者 晏慧星 卢鸿谦 +2 位作者 尹航 黄显林 陈泰年 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期381-391,共11页
针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于... 针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于块结构的非线性神经网络建模方法,其次分析吊索与航天器相互作用过程中挠性引起的力扰动,最后采用非线性模型预测跟踪控制。相比传统PID控制方法,该方法具有参数调节简单,实时跟随性能好,以及对卸荷系统目标惯性参数的摄动具有控制性能不变性等优势。实验结果表明,设置不同扰动情况跟随力误差都能保证在3%以内,实验证明了基于PAM主动缓冲器的可行性,所提出的控制方法能够在挠性不确定性的情况下实现力跟随控制。 展开更多
关键词 悬吊式重力卸荷系统 气动人工肌肉 主动缓冲器 非线性模型预测跟踪控制
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面向单臂弯举的气动肌肉上肢外骨骼系统设计与实验 被引量:5
20
作者 赵智睿 李醒 +3 位作者 张航 刘明芳 马天华 郝丽娜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期423-430,共8页
针对人体手臂负载弯举过程中易产生肩袖损伤的问题,设计了一种气动肌肉上肢外骨骼机器人。其本体结构由一个肘关节外骨骼机器人和气动式外展肩枕构成,并通过双层护肩结构固定于穿戴者上肢。该设计结合了刚性外骨骼机器人结构的力传递优... 针对人体手臂负载弯举过程中易产生肩袖损伤的问题,设计了一种气动肌肉上肢外骨骼机器人。其本体结构由一个肘关节外骨骼机器人和气动式外展肩枕构成,并通过双层护肩结构固定于穿戴者上肢。该设计结合了刚性外骨骼机器人结构的力传递优势和柔性仿生式织物结构的柔顺性优势,在负载弯举过程中对穿戴者的肘关节和肩关节提供必要的助力,同时提高了肩关节处的人机相容性。对比实验结果表明,实验者手持负载并穿戴气动式上肢外骨骼机器人后可以在心率无显著性增加的状态下完成弯举动作,并且在气动式外展肩枕的作用下肩部外展轨迹更近似于自然弯举状态下的轨迹。与无穿戴状态下对比,肱二头肌肌电信号的平均绝对值和均方根分别降为69.92%~70.97%和66.46%~78.85%,冈上肌肌电信号的平均绝对值和均方根分别降为80.67%~81.51%和78.02%~89.22%。 展开更多
关键词 上肢外骨骼机器人 单臂弯举 肩袖损伤 气动肌肉
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