一种基于运动状态机的搬运助力外骨骼

来源：机器人杂志2026年第1期北京时间：

作者：韩亚丽, 徐闽海, 韩子瑒, 周磊, 陈志阳

摘要：为减轻搬运作业人员的肌肉损伤，针对现有外骨骼灵活性低、人机耦合性差的问题，提出了一种基于套索驱动的搬运助力外骨骼。外骨骼通过电机带动线轮转动，完成套索的灵活收放，实现辅助搬运的功能，从而减轻穿戴者的肌肉损伤。首先，基于多传感器信息融合进行穿戴者的运动意图识别，并对外骨骼采用分层控制策略，分别采用有限运动状态机和力/位混合控制作为控制系统的上层和下层控制；其次，进行了外骨骼性能测试及助力评估。实验结果显示，在10 kg重物搬运提举过程中，肱二头肌的肌肉激活度降低约11.7%，腰竖脊肌的肌肉激活度降低约37.3%；在以0.8 m/s的速度搬运10 kg重物行走时，肱二头肌的肌肉激活度降低约31.9%。结果表明该外骨骼对手臂及腰部具有良好的助力效果。

关键词：搬运助力外骨骼, 套索驱动, 运动意图识别, 有限状态机