外骨骼关节的柔顺性在适应穿戴者不同运动状态和人机相容性方面至关重要,然而,常见的刚性机构和被动柔顺机构不能够实时反馈人机交互力从而达到主动柔顺的目的。设计了一种主动柔顺膝关节作动机构,利用拮抗驱动原理结合曲柄滑块的力位转换能力,使其不仅能够达到利用传统串联弹性驱动增加机构柔顺的目的,还可以通过该柔顺机构实时计算人机交互力。实验证明了该柔顺机构的可行性和有效性。

对膝关节外骨骼的流体弹簧驱动单元进行设计计算及建模,基于液压仿真软件AMESim建立流体弹簧的液压系统模型。用流体弹簧计算得到的参数对液压系统进行设置,分析不同直径阻尼孔的阻尼力特性。流体弹簧的设计中得到了工作压强及回复力与液压缸参数之间的定量关系,仿真分析结果表明了阻尼孔直径与流体弹簧的回弹速度之间的定性关系,阻尼孔直径越小,回弹速度越慢,对运动缓冲效果也越好。