肘侧WINDER (肘侧可穿戴的工业人体工程机器人):设计,控制和验证一种新的肘部外骨架

科学领域:

• 生物力学和人机交互的人机交互
• 职业健康和安全问题 职业健康和安全问题
• 机器人和可穿戴技术

背景情况:

• 肘部的肌肉骨疾病是普遍存在的与工作有关的伤害.
• 外骨架提供了一个潜在的解决方案,但由于关节错位,可能会引起不适.
• 需要新的外骨设计来提高舒适性和有效性.

研究的目的:

• 为了介绍和评估Elbow-sideWINDER,一个新的肘部外骨架.
• 评估其减少关节错位带来的不适的能力.
• 在职业环境中最大限度地提高辅助性能,稳定性和可靠性.

主要方法:

• 用中等级别的控制策略开发肘边WINDER外骨架.
• 实现了手臂动力学估计器,负载估计器和摩擦补偿器.
• 在举重任务 (2公斤和7公斤) 中测试系统,以测量肌肉激活和运动范围.

主要成果:

• 双臂臂激活的显著减少 (在2公斤时高达38.8%,在7公斤时高达25.7%).
• 三腕激活的显著减少 (在2公斤时高达37.0%,在7公斤时达35.1%).
• 肘部运动范围减少了高达13.0°,在安全和可补偿的范围内.

结论:

• 肘边WINDER有效地减少了在举重任务期间的肌肉激活.
• 外骨展示了在职业环境中最大限度地减少不适和提高安全的潜力.
• 这些令人鼓舞的结果支持未来对Elbow-sideWINDER及其控制战略的改进.