康复外骨骼的人-机重力平衡策略

康复外骨骼的人-机重力平衡策略
李剑峰;赵朋波;张雷雨;陶春静;季润;刘钧辉
【期刊名称】《北京工业大学学报》
【年(卷),期】2018(044)011
【摘要】针对一种上肢康复外骨骼,提出了2种被动人-机重力平衡策略,以减小关节负载力矩、降低驱动电机功率.采用2套零初长弹簧单元作为重力平衡装置,以人-机系统在任意位姿下的势能总和保持恒定为理论依据,推导出人-机系统的完全重力平衡模型.为简化平衡系统及避免发生干涉,仅引入单套零初长弹簧单元,以人-机系统在给定运动范围内势能变化最小为优化目标,施以约束条件,对弹簧安装位置及劲度系数进行优化设计,实现人-机系统的部分重力平衡.通过计算人-机系统各位姿下的关节力矩,对2种平衡方式下的算例进行了对比分析.结果表明:完全平衡后各关节重力矩被完全消除,部分平衡后各关节重力矩被大部分消除,验证了2种平衡策略的合理性.
【总页数】9页(P1376-1384)
【作者】李剑峰;赵朋波;张雷雨;陶春静;季润;刘钧辉
【作者单位】北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室,北京 100124;北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室,北京 100124;北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室,北京 100124;国家康复辅具研究中心,北京 100176;国家康复辅具研究中心,北京 100176;北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室,北京100124
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
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