基于人机偏差模型的自对齐髋关节外骨骼解耦设计与计算

来源：机器人杂志2017年第5期北京时间：

作者：李怀仙, 程文明, 张铭奎

摘要：针对辅助外骨骼，分析了单自由度人机交互中的人机偏差因素，建立人机偏差变量模型，运用自对齐机构设计理论设计外骨骼机构，以提升人机耦合性能．首先，深入分析了单自由度人体生物关节，建立了人体简化模型+人机偏差变量模型的外骨骼设计模型参考．然后，运用自对齐机构设计理论和多自由度关节解耦方法，提出了自对齐人体运动的外骨骼机构设计思路与方法．最后，以下肢髋关节为对象，将髋关节外骨骼解耦为3个单自由度关节，设计了髋关节助力外骨骼的运动形式，并进行了人机耦合下的外骨骼动态静力驱动计算．结果显示，该运动设计使人机偏差交互力变得可控，从理论上证明了髋关节外骨骼机构能够跟随下肢运动并提供自适应人体的驱动助力．

关键词：人机交互, 髋关节, 人机偏差, 解耦设计, 自适应