轻量型柔性下肢助力外骨骼的设计及性能实验

• 作 者: 刘王智懿 郑银环 孙健铨 傅睿卿 王大帅
• 机 构: 武汉理工大学机电工程学院,中国科学院深圳先进技术研究院
• 出 处: 机器人
• 发表日期: 2021年4期
• 关键词: 柔性外骨骼 机器人 有限元分析 PID控制
• 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFE1302303),广东省重点领域研发计划(2019B090917002)。

针对传统的外骨骼机器人存在的刚性结构、自重大、柔顺性差、穿戴舒适性差等问题,设计了一种轻量型柔性下肢助力外骨骼.该外骨骼通过鲍登绳装置和弹簧装置实现对踝关节的柔性助力,利用驱动系统的“单轮双槽”绕线盘实现单个电机对双腿的驱动,其稳定性通过有限元分析得以验证.在外骨骼的控制策略上,本文在电机系统的传统三环PID(比例-积分-微分)反馈控制的基础上,提出了基于电机转角和转速的PID控制策略和基于踝关节力矩的PID控制策略,通过Simulink和Simscape工具仿真验证了控制策略的可行性.最后,搭建了一