基于人形肩膀的对称放大机制的设计和评估
Jiahao Wu1, Guangfu Wan1, Jiejunyi Liang1
1State Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, People's Republic of China.
Bioinspiration & biomimetics
|June 7, 2024
概括
这项研究通过放大球形平行机制 (SPM) 的工作空间来增强肩部假肢. 新设计显著改善了运动匹配指数,使假肢能够更好地支持日常人类活动.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 球形平行机制 (SPM) 在肩部假肢中很常见,但由于冗余的运动限制,其工作空间有限.
- 传统的SPM的工作空间有限,限制了他们满足日常人类活动所需的全方位运动的能力.
研究的目的:
- 开发一种新的工作空间放大方法,用于人类形状的肩部假肢中的SPM.
- 增强SPM的工作空间,以覆盖日常人类活动所需的运动范围.
主要方法:
- 对称地排列2度自由度 (DoFs) 的被动机制的动力学分析.
- 3-RRR球形平行机制 (SPM) 的设计和优化.
- 将被动机制与SPM集成,以创建一个人形肩部假肢.
主要成果:
- 拟议的机制显著提高了运动匹配指数,从26.3%提高到94.79%.
- 基于SPM的增强型肩部假肢有效地覆盖了人类肩部的日常工作空间.
- 通过模拟和实验分析验证了有效性和可靠性.
结论:
- 开发的工作空间放大方法成功地解决了传统的基于SPM的肩部假肢的工作空间限制.
- 拟议的机制为改善假肢在日常活动中的功能提供了一个潜在的解决方案.
- 这种方法可以适应扩大其他多DoF并行机制的工作空间.
