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人體外骨骼基本要求： 外骨骼在輔助攜行的情況下不能妨礙人的其他活動(dòng)等。 1.外骨骼的幾何尺寸和形狀要與人的幾何尺寸和形狀相似； 2.外骨骼的運(yùn)動(dòng)形式要與人的運(yùn)動(dòng)形式形同，并且同步； 3.外骨骼在所有的運(yùn)動(dòng)形式中都不能妨礙人的運(yùn)動(dòng)，即人不應(yīng)該感受到外骨骼的存在，外骨骼控制律的設(shè)計(jì)應(yīng)使得人-外骨骼之間的作用力最小； 4.外骨骼應(yīng)該能夠適應(yīng)不同的環(huán)境，如山地、沙漠、草地、坡地、樓梯等； 5.外骨骼的控制必須是自動(dòng)的，不需要人的外部命令； 6.控制律必須具有較強(qiáng)的魯棒性和可靠性； 7.沒有動(dòng)力時(shí)，人仍然能夠穿戴著外骨骼運(yùn)動(dòng)。
在對(duì)機(jī)械外骨骼設(shè)計(jì)中考慮到要盡量減少人與機(jī)械外骨骼接觸，設(shè)計(jì)時(shí)只允許外骨骼腳部(穿在腳上的鞋子)和背部(穿在人身上的馬甲)與人體接觸。機(jī)械外骨骼上安裝了大量傳感器，用來測(cè)量其各種數(shù)據(jù)，把測(cè)量數(shù)據(jù)通過電腦處理后，控制機(jī)械外骨骼跟隨人體一起運(yùn)動(dòng)。 (1) 采用冗余自由度結(jié)構(gòu)可提高機(jī)械外骨骼運(yùn)動(dòng)的柔順性和靈活性，減少因人體關(guān)節(jié)位置活動(dòng)引起的人與外骨骼之間的運(yùn)動(dòng)干涉。 (2) 在設(shè)計(jì)外骨骼結(jié)構(gòu)時(shí)，為滿足舒適性和安全性要求，需不斷完善機(jī)械外骨骼與人體之間的接觸形式，避免外骨骼支撐在人體承載比較薄弱或神經(jīng)較密集且敏感的部位。 (3) 傳感器、執(zhí)行器以及能量存儲(chǔ)單元將趨于小型化和集成化。 (4) 通過對(duì)人體各肢節(jié)的質(zhì)量、質(zhì)心位置以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的研究，提取更合理的人體生理參數(shù)，并在機(jī)械外骨骼中加以應(yīng)用，從而建立更準(zhǔn)確的機(jī)械外骨骼的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型，提高系統(tǒng)仿真的準(zhǔn)確度。 (5) 機(jī)械外骨骼的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展，不僅僅只應(yīng)用于軍事上，還可應(yīng)用于民用領(lǐng)域，比如《極樂空間》中那種人機(jī)合一的科幻影片的拍攝，以及醫(yī)療中的偏癱病人康復(fù)訓(xùn)練等項(xiàng)目。 機(jī)械外骨骼可以賦予穿戴它的人部分或全部動(dòng)物外骨骼所具有的功能，主要包括：支撐、保護(hù)、運(yùn)動(dòng)與環(huán)境感知，區(qū)別于機(jī)器人，機(jī)械外骨骼是人體在回路中的一個(gè)系統(tǒng)，其操作者也是控制系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，而且是人主機(jī)輔的控制系統(tǒng)。
在這個(gè)系統(tǒng)中，操作者是控制回路中的中樞，處于信息的集成和決策地位。而機(jī)械外骨骼則處于數(shù)據(jù)采集扮演和執(zhí)行者的角色。盡管目前世界上已經(jīng)出現(xiàn)了多種機(jī)械外骨骼，但離轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力還有一段距離。譬如，機(jī)械外骨骼的設(shè)計(jì)和自由度相匹配，研發(fā)輕便、高效的自給能源裝置等。隨著能源、材料和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械外骨骼在單兵武器等軍事應(yīng)用中大有潛力可挖。
問題來了，體外骨骼要求輕巧，控制簡(jiǎn)單，有沒有了解電機(jī)的或者其他驅(qū)動(dòng)的，用于關(guān)節(jié)上，例如大小腿之間膝蓋處，驅(qū)動(dòng)大小腿運(yùn)動(dòng)，可以行走。 如果有電機(jī)或者液動(dòng)裝置可以推薦下，不勝感激。
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發(fā)表于 2019-6-20 13:46:56
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