摘要：为实现踝关节的运动助力,针对踝关节运动过程角度变化快、运动自由度多的特点,本文提出了一种基于多支链空间连杆机构的主动助力外骨骼,通过电机带动丝杆传动并组合空间连杆机构的设计方式,实现了踝关节主动的背屈/跖屈及从动的内收/外展,旨在提高踝关节外骨骼运动跟随的协调性,减少其对穿戴者运动自由度的限制。基于脚底测力系统进行步态识别,采用运动状态机对踝关节助力外骨骼进行分层控制策略研究。并对踝关节进行运动实验测试及助力评估。实验结果表明,踝关节外骨骼的有效助力范围(跖屈30°~背屈20°,内收35°~外展15°)能够满足正常行走需求,具有良好的运动跟随性(角度误差≤2°),受试者小腿肌电信号明显衰减,减幅均值可达28.91%,可实现有效助力。

摘要：针对目前刚性驱动器存在缓冲差、能耗大、驱动模式单一等问题,面向腿式机器人提出一款多模式弹性驱动器,采用电机带动丝杆螺母串联弹簧,并结合刹车装置,实现驱动器的多模式输出。首先根据腿式机器人膝关节的运动需求进行弹性驱动器设计;然后建立多模式弹性驱动器的刚柔耦合动力学模型,研究不同弹性系数及负载质量对驱动器输出性能的影响;最后,研制多模式弹性驱动器样机,搭建控制系统软硬件平台进行驱动器性能测试及其在机械腿中应用实验研究。实验结果表明,驱动器可实现模式之间的有效切换,且输出满足膝关节运动需求,验证了多模式弹性驱动器驱动性能的有效性。

摘要：异形截面变螺距螺杆作为功能件应用广泛。在分析异形截面变螺距螺杆的结构特征与技术要求的基础上,设计了四轴数控铣削加工该螺杆的方案,并采用流线曲面驱动,规划了螺旋槽的精加工刀路;构建了残余高度与刀具直径、切削行距之间的几何关系。检测结果表明:该加工方案加工过程稳定,加工出的螺杆精度可达到技术要求。