软的人工肌肉基于预先脱的形状记忆合金弹执行器,实现可穿戴机器人的高被动辅助扭矩
Jaeyeon Jeong1, Minjae Cho1, Ki-Uk Kyung1
1Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, Korea.
Soft robotics
|February 7, 2024
概括
这项研究介绍了一种使用形状记忆合金 (SMA) 弹的新型软人工肌肉,用于节能可穿戴康复机器人. 该设计有效地协助肘部运动,补偿引力扭矩并提供活性力.
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:
- 设计节能辅助可穿戴康复机器人是具有挑战性的,因为持续高人力负荷要求.
- 在辅助过程中,执行器必须克服身体重力和扭矩等显著的力量.
研究的目的:
- 为节能可穿戴康复机器人提出一种新的软人工肌肉设计.
- 使用形状记忆合金 (SMA) 弹执行器,并采用预先解开的过程,以提高性能.
主要方法:
- 制造的SMA弹使用预解过程来提高线性和被动恢复力.
- 集成的预先脱的SMA弹具有可伸缩的冷却液容器,以创建柔软的人工肌肉.
- 设计了一个柔软的可穿戴机器人,利用开发的软人工肌肉进行肘部辅助.
主要成果:
- 在SMA弹实现了>60%的收缩.
- 软的人造肌肉的硬度为1125N/m (马丁石) 和1732N/m (奥斯石),带宽为0.5Hz.
- 可穿戴机制在被动模式下完全弥补了重力扭矩,在主动模式下产生了高达3.5Nm的扭矩.
结论:
- 使用预先脱的SMA弹的新型软人工肌肉设计为可穿戴康复机器人提供了节能解决方案.
- 开发的机制可以有效地帮助肘部运动,补偿被动引力扭矩,并为康复提供主动力.


