从皮肤运动到可穿戴机器人:机器人手套的案例
Hao Liu1, Changchun Wu1, Senyuan Lin1
1Department of Mechanical Engineering, University of Hong Kong, Hong Kong, Hong Kong.
Soft robotics
|January 18, 2024
概括
这项研究量化了人类手部运动中的皮肤运动,发现手指背部的皮肤显著拉伸. 这项研究为设计先进的机器人手套提供了信息,以提高功能.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物力学 生物力学
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 可穿戴机器人研究主要集中在执行机制上.
- 自然皮肤运动对可穿戴机器人性能的影响在很大程度上被忽视了.
- 阻碍手指曲时的皮肤运动可以阻碍手的正常运动.
研究的目的:
- 为了统计量化曲过程中人类手上的皮肤运动.
- 建立基于量化皮肤应变的机器人手套设计准则.
- 开发和评估新的机器人手套原型,考虑皮肤运动限制.
主要方法:
- 进行了一项涉及30名受试者的统计研究,以测量握拳时的皮肤延伸.
- 为机器人手套开发提出了一个弹性体受约束的平管执行器.
- 开发了两个原型机器人手套:一个具有最小的皮肤运动约束 (带接口) 和一个具有高约束 (织物手套).
主要成果:
- 在握拳时,手指背部的皮肤平均伸展29.3±7.2%.
- 与织物手套相比,带式机器人手套的手指运动范围大2.5倍,抓力大4.3倍,输入功率相同.
- 为了使用机器人手套设计参考,对不同手部区域的标称应变值进行了表化.
结论:
- 了解和适应自然皮肤运动对于有效的可穿戴机器人手套设计至关重要.
- 拟议的弹性体受约束的执行器和带接口为提高机器人手套性能提供了一个有希望的方法.
- 这些发现为可穿戴机器人和辅助设备的未来发展提供了有价值的数据和设计原则.
