一种踝关节行走助力外骨骼的设计

作     者：向馗 易畅 尹凯阳 葛运建 Xiang Kui;Yi Chang;Yin Kaiyang;Ge Yunjian

作者机构：武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 中国科学院合肥智能机械研究所安徽合肥230031 

出 版 物：《华中科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2015年第43卷第S1期

页      面：367-371页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61101022 61271123) 

主　　题：外骨骼 踝关节 串联弹性驱动器 行走助力 控制环 

摘      要：设计了一种可穿戴的踝关节外骨骼.在跖屈驱动相,外骨骼帮助抬升脚后跟,增加蹬地力量,实现行走助力.外骨骼由电机提供转矩,经滚珠丝杆减速,输出直线运动.结构设计的带宽为9 Hz,满足正常行走的频率要求.外骨骼控制由转矩环、阻抗环和位置环3个底层控制环构成;单个步态周期中,由一个有限状态控制器来管理底层控制环的运行和切换.在传动装置设计中,使用了串联弹性驱动器技术,使得外骨骼具有反向可驱动性.控制实验表明:人为反向推动外骨骼,电机可以快速回退做出响应.