液压型下肢外骨骼设计及其运动学建模

简介

下肢助力型外骨骼辅助行走过程中两个重要问题为:关节驱动力矩匹配及人-机动作协同。所研制液压驱动型下肢外骨骼可通过动态调节溢流阀来设定外骨骼助力值,能适应不同助行负载。通过建立人体下肢关节与外骨骼关节位置映射关系、外骨骼关节角度与液压缸推杆位移关系,得到助行过程中液压缸推杆位移曲线。将该下肢外骨骼简化成支撑脚固定、摆动脚浮空、周期性移动的空间6连杆开环结构。建立关节坐标系模型,对设计的下肢外骨骼进行运动学建模与分析,得到摆动腿踝关节空间位姿与外骨骼关节角度的运动关系。通过两组人体标准姿态数据,验证对应下肢外骨骼简化结构的准确性。