外骨骼足端人机接触力测量装置研究

来源：机械与电子杂志2022年第09期北京时间：

作者：邓静;姜文正;高海波;丘世因;李满天;查富生

单位：1. 深圳航天科技创新研究院,广东 深圳, 518052 ; 2. 哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨, 150001 ; 3. 深圳航天龙海特智能装备有限公司,广东 深圳, 518052 ; 4. 天津大学医学工程与转化医学研究院,天津 300072

摘要：下肢外骨骼机器人系统中,足端接触力的测量是人机交互运动控制的基础,针对设计上面临的足地接触状态复杂、趾关节挠曲运动、重量及尺寸空间限制等问题,提出基于分布式传感器布局,以及刚柔结合的足端人机接触力测量装置结构方案。采用 6 自由度全约束的人机连接方案实现与人足的可靠连接,通过多传感器布置方式来应对复杂的足端受力状况,采用刚柔结合的双层结构,结合多个运动副,解决传感器之间内应力问题,并实现顺应趾关节弯曲的需求,设计了高精度的供电及信号放大电路,并建立力平衡方程实现力信号的合成,最后开展了与三维力台的对比实验,验证了功能指标和测量精度符合设计需求。

关键词：外骨骼;足端接触力;测量装置