基于力位混合控制的踝关节外骨骼机器人四段式助力技术

• 作者: 刘亚丽 宋遒志 赵明升 周能兵 刘悦
• 来源期刊: 兵工学报
• 学科: 工学
• 关键词: 外骨骼机器人 力位混合控制 四段式助力 坡地行走 摄氧量
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 页码范围: 2722-2730
• 页数: 9页
• 分类号: TP242.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.12.020

摘要

外骨骼机器人的助力策略是影响外骨骼机器人助力效率的关键因素.相对于平地行走模式下的外骨骼机器人,坡地行走模式的助力机器人助力机理尚不明确.针对上述问题,以人体运动特征为切入点,研究坡地行走模式下的关节做功规律,阐述人体关节运动机理,并提出力位混合控制的四段式踝关节外骨骼助力策略.进一步研制柔性踝关节助力外骨骼机器人,并通过关节力矩与代谢试验验证该助力外骨骼机器人的助力效率.研究结果表明,坡地行走过程中,外骨骼机器人能够提供人体运动所需7％的关节运动力矩,并能够降低约3.5％的行走代谢能耗.