有双向软执行器的辅助机器人手用于手部受损患者
Kelvin H L Heung1, Heng Li1, Thomson W L Wong2
1Department of Building and Real Estate, Hong Kong Polytechnic University, Kowloon, Hong Kong SAR, China.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|July 21, 2023
概括
这项研究引入了一只柔软的机器人手,配备了一种新型执行器,可控制握力. 这项创新通过量化握力来帮助日常生活活动 (ADL) 和康复.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 现有的软可穿戴机器人手缺乏精确的数学量化,用于日常生活活动的抓力 (ADL).
- 精确的握力控制对于有效的对象操纵和ADL的协助至关重要.
- 需要先进的机器人解决方案来提高康复和日常生活中的手部功能是显而易见的.
研究的目的:
- 为了呈现一个柔软的可穿戴机器人手,带有弹性双向柔软执行器,用于主动指控.
- 建立分析模型来量化机器人手动执行器的动力和尖端力.
- 为了验证开发的模型和机器人手的抓取能力,用于ADL协助.
主要方法:
- 开发一种柔软的可穿戴机器人手,使用由低气压驱动的弹性双向柔软执行器.
- 集成嵌入式柔性传感器,用于实时测量手指曲角度.
- 建立和实验/有限元法 (FEM) 验证与输入压力,曲角度和输出抓力相关的分析模型.
主要成果:
- 柔软的机器人手成功地促进了手的打开和关闭,协助抓住对象进行ADL相关任务.
- 分析模型准确量化了执行器的动力学和倾斜力,通过实验和FEM验证.
- 使用健康受试者的分析模型估计握力,证明了可控制的握力.
结论:
- 开发的软可穿戴机器人手为康复和ADL辅助中可控握力提供了可行的解决方案.
- 已建立的分析模型为量化软机器人手中的抓力提供了一个数学框架.
- 这项技术在改善手部功能受损的个体的辅助设备方面具有重大潜力.
