新型生物灵感软执行器用于上肢外骨架:设计,制造和可行性研究

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:

• 软机器人越来越多地用于神经运动障碍的身体康复.
• 现有的用于康复的软执行器面临着缓慢响应,有限运动和低力等挑战.
• 对于可穿戴软执行器的精确控制和定量设计见解,特别是低结构的执行器,缺乏.

研究的目的:

• 为了引入上肢软执行器设计用于康复的新范式.
• 开发和分析两个新的软执行器:肘部的LISPER和肩部的SCASPER.
• 建立分析模型,以精确控制和优化这些执行器的性能.

主要方法:

• 设计和制造灵感来自龙的气机器人 (LISPER) 和贝形气动机器人 (SCASPER).
• 开发针对两种执行器的压力,曲角度和输出力的综合分析模型.
• 在模拟臂上对执行器进行初步测试,以评估性能.

主要成果:

• 利斯珀显示了更高的带宽,增加的输出力/扭矩,以及高线性.
• SCASPER表现出高输出力/扭矩,并具有简化制造的特点.
• 分析模型允许设置几何配置以修改运动范围和输出力.

结论:

• 拟议的软执行器范式,LISPER和SCASPER,比上肢康复的现有技术提供了显著的改进.
• 开发的分析模型为执行器设计和控制提供了定量基础.
• 这些进展有望改善神经运动障碍患者的康复结果.