基于人机共融的外骨骼机构构型综合及优选方法

作     者：张立杰 于金须 闫建华 杜义浩 谢平 李永泉 ZHANG Lijie;YU Jinxu;YAN Jianhua;DU Yihao;XIE Ping;LI Yongquan

作者机构：燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北省智能康复及神经调控重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省并联机构与机电系统实验室秦皇岛066004 

基　　金：国家自然科学基金(U20A20192) 河北省科技厅重点研发计划(21372005D)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第11期

页      码：37-45页

摘      要：针对当前穿戴式外骨骼机构设计缺少系统流程和具体方法,且较少考虑人机共融的问题,提出了基于人机共融的外骨骼机构构型综合及优选方法。在构型综合方面,根据人机共融中穿戴性要求,构建人体肌骨构型(Musculoskeletal configuration,MC),应用“最小闭链单元组合法”建立人机构型(Human-machine configuration,HMC);根据人机共融中运动灵活性要求,利用“二连杆单元插入法”提升HMC自由度并进行构型变换,结合邻接矩阵和“环路顺逆标注法”建立了构型综合的数学模型;在构型优选方面,根据人机共融中人机运动一致性要求,利用复用杆和复用因子指标优选出符合自由度要求的构型。选取食指为例,建立了食指HMC并综合出15种拓扑构型,优选出自由度为3、复用因子总数为4的构型,该构型满足穿戴式外骨骼机构设计中人机共融要求,验证了上述方法的有效性。

主 题 词：人机共融 可穿戴外骨骼 构型综合 人机构型 复用因子 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2022.11.037

馆 藏 号：203113751...