面向人体运动需求的人机闭链下肢康复外骨骼设计

李龙飞; 朱凌云; 苟向锋

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面向人体运动需求的人机闭链下肢康复外骨骼设计

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患者进行康复训练时,外骨骼需满足人体康复训练需求,并保证人体各关节具有确切的运动。针对传统外骨骼髋关节自由度低及人机协调运动时产生运动偏差问题,提出一种含髋关节6连杆机构的下肢外骨骼,并对其人机接口进行优化设计,建立了人机闭链外骨骼优化模型。通过建立外骨骼单侧腿运动学模型,求解其运动学正解、反解、运动空间并检验外骨骼人机相容性,运用ADAMS软件对人体-外骨骼传统模型和优化模型进行了运动学仿真与分析。结果表明:外骨骼末端运动空间包含人体末端运动轨迹;人体各关节运动曲线与理论期望曲线运动趋势基本相同,优化后的外骨骼明显减小人机运动偏差。研究表明,优化外骨骼有助于更精准控制下肢各关节运动,补偿人体各关节的运动偏差,证明人机闭链外骨骼设计的合理性。

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来源
《机械设计》 |2021年第8期|53-60|共8页
作者
李龙飞; 朱凌云; 苟向锋;
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作者单位

天津工业大学机械工程学院;

天津市现代机电装备技术重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机器人;
关键词
下肢外骨骼; 髋关节; 人机接口; 结构优化设计; 运动学分析;

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