基于四条杆机制的膝关节外骨架的故障检测,隔离和重新配置
Prakhar Jain1, Tarun Kumar Bera1, Ashish Singla1
1Mechanical Engineering Department, Thapar Institute of Engineering and Technology, Patiala 147004, India.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 19, 2025
概括
这项研究引入了对膝关节外骨的耐故障控制系统,提高了可靠性. 该系统通过在移动过程中检测,隔离和重新配置故障执行器来确保连续运行和用户安全.
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
- 控制系统工程 控制系统工程
背景情况:
- 膝关节外骨架增强了机动性,但面临着可靠性挑战.
- 执行器故障可能会危及外骨的安全性和连续运行.
- 现有系统可能缺乏对关键组件的稳健故障管理.
研究的目的:
- 开发和验证膝关节外骨架的耐故障控制系统.
- 为了提高膝关节外骨架设备的可靠性和安全性.
- 为了确保外部骨的不间断功能,尽管执行器故障.
主要方法:
- 实施了故障检测,隔离和重新配置 (FDI) 技术.
- 从用于故障检测的债券图形模型中推导出分析冗余关系 (ARR).
- 模拟的执行器故障场景和在坐立动作期间的重新配置.
主要成果:
- 拟议的FDI系统有效地检测和隔离了执行器故障.
- 该系统成功地重新配置了故障的执行器,保持了外骨功能.
- 模拟显示,膝关节外骨在坐立任务期间的强度有所提高.
结论:
- 开发的耐故障控制系统显著提高了膝关节外骨架的可靠性.
- 该FDI技术确保了在执行器故障的情况下的连续运行和用户安全.
- 这种方法提供了一个可靠的解决方案,在康复和援助中可靠的外骨性能.
