负重型下肢外骨骼人机耦合的腿部绑缚系统研究

简介

负重型下肢外骨骼的人机耦合程度直接影响其提升人体运动机能的工作效率,为提高外骨骼人机耦合程度,这里对外骨骼腿部绑缚系统进行了研究。通过分析发现外骨骼腿部绑缚系统的一般特征,提出绑缚位置的降低或绑缚数量的增加均能够提升人机耦合程度的假设。将人机耦合系统简化为连杆机构模型并建立运动学与动力学方程。通过OpenSim建立人机耦合系统模型并进行正向动力学耦合仿真与分析,得到行走运动状态下的关节角位移与关节力矩等数据。利用实验样机测试研究腿部绑缚变化与人体生理体征的相互影响与作用,并综合模拟仿真结果探索出了一种人机耦合程度相对较高的腿部绑缚系统,为外骨骼绑缚系统设计提供理论支撑。