针对步行平衡稳定性的外骨骼欠驱动髋关节设计

• 作者: 徐铃辉 杨巍 胡杰 郑祥明
• 来源期刊: 软件导刊
• 学科: 工学
• 关键词: 步行平衡稳定性 外骨骼 机器人 欠驱动 髋关节
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 软件设计、开发与应用
• 页码范围: 100-105
• 页数: 6页
• 分类号: TP319
• 语种: 中文
• DOI: 10.11907/rjdk.201411

摘要

为改善脑卒中患者穿戴下肢外骨骼机器人进行步行康复训练时,步行平衡稳定性不足的问题,提出髋关节内收/外展自由度控制机理和设计方法,通过基于零力矩点理论的步行平衡稳定性分析,研究髋关节内收/外展主动运动对人机系统平衡的作用.通过设定欠驱动髋关节内收/外展运动自由度,改善人机系统步行平衡,并利用单电机驱动单元实现左右两侧髋关节内收/外展运动的协调控制,从而在运动安全的前提下提升步行平衡安全性.通过MATLAB与ADAMS仿真分析,分别验证步行平衡稳定性和欠驱动方案的有效节能性.仿真结果显示,欠驱动方案相比传统每个关节分别安装驱动的方案,扭矩降低了32.52％.该步行平衡解决方案与欠驱动设计方法对促进康复外骨骼机器人应用推广具有重要意义.