设计和验证一个模块化,可反向驱动的脚外骨架
Susan Zhao1, Katharine Walters1, José Montes Pérez1
1Department of Robotics, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA.
概括
这项研究引入了一种新的可反向驱动的脚外骨架模块,增强了M-BLUE系统. 它提供精确的扭矩辅助,用于脚部和背部曲,改善自然的人机交互.
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
- 人与机器人的交互
背景情况:
- 部分辅助脚外骨面临着平衡扭矩,控制,合规性和质量的挑战.
- 几乎直接驱动的驱动器提供了一个解决方案,具有固有的反向驱动能力和精确的控制.
- 之前,M-BLUE系统已经整合了这些执行器,以提供部和膝盖辅助.
研究的目的:
- 设计和验证一个可向后驱动的脚外骨模块.
- 为了扩展模块化M-BLUE系统的脚辅助功能.
- 为了使双向扭矩能够用于研究不同用户的控制方法和步态.
主要方法:
- 开发了一种新型的可向后驱动的脚外骨架模块.
- 使用准直向驱动驱动器来辅助脚侧和背侧.
- 执行器性能和控制带宽的基板测试.
- 实现了一个最佳的任务无意识的能量塑造控制器.
- 在日常生活活动中验证了单个人类主体的系统.
主要成果:
- 脚外骨架模块展示了双向扭矩能力.
- 基板测试证实了执行器在位置,电压和电流控制模式中的性能.
- 在人体实验中,控制器成功提供了仿生扭矩辅助.
- 该系统适用于在日常生活中的各种活动中协助脚关节.
结论:
- 新的可向后驱动的脚外骨架模块有效地扩展了M-BLUE系统.
- 该设计允许自然的用户交互和精确的扭矩辅助.
- 这项技术有可能用于康复和增强人类运动.
