軟式可穿戴氣動(dòng)助力衣服的開發(fā).pdf

1、目前在助老助殘機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，為人體肢體提供助力的技術(shù)方案中主要有電動(dòng)系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)兩大類。其中電動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，安全性差，并不適合穿戴在身上。而氣動(dòng)系統(tǒng)中，大多數(shù)也是采用冰冷剛硬且質(zhì)量沉重的氣缸，并不適合穿戴。因此，研發(fā)出適合穿戴在人體身上，且使用起來方便安全的軟式可穿戴助力機(jī)器人十分必要。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外軟式可穿戴助力機(jī)器人的研究成果加以分析，發(fā)現(xiàn)這類的研究成果不多，且大多具有材料昂貴、助力效果不明顯、驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)有限、實(shí)現(xiàn)的

2、功能有限等缺點(diǎn)。為此本文提出了一種新型的軟式可穿戴氣動(dòng)助力衣服的研發(fā)方案。助力衣服是將新型軟式氣囊通過不同的方式連接到衣服的對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)處，來實(shí)現(xiàn)助力功能的。研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于軟式氣囊的研究。將PVC材質(zhì)的塑料布剪裁成特定的形狀，利用熱和技術(shù)黏貼在一起，制成外形為U型的助力氣囊。U型氣囊的好處在于選用的材料價(jià)格低廉且獲取便利，U型的形狀可對(duì)肢體起到夾持固定的作用，而且其質(zhì)地柔軟，人體穿戴起來舒適安全，非常輕便。此外，所有關(guān)節(jié)處的氣囊都采用

3、統(tǒng)一形狀的U型氣囊，只是通過連接方式的不同達(dá)到驅(qū)動(dòng)不同運(yùn)動(dòng)的目的，因此軟式氣缸加工起來非常方便。
　　為了準(zhǔn)確的評(píng)估助力衣的使用性能，和實(shí)現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練的功能，開發(fā)了測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)。測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)是由由鋁型材聯(lián)接而成的雙臂和測(cè)力矩的自鎖機(jī)構(gòu)組成，且每只手臂具備三個(gè)自由度，可模擬人體上肢肘關(guān)節(jié)的屈/伸運(yùn)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)的屈/伸和水平外展/內(nèi)收運(yùn)動(dòng)。控制系統(tǒng)是由角度傳感器和力矩傳感器采集信號(hào)，通過研華數(shù)據(jù)采集