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.外骨骼的運動形式要與人的運動形式形同,并且同步; 3.外骨骼在所有的運動形式中都不能妨礙人的運動,即人不應該感受到外骨骼的存在,外骨骼控制律的設計應使得人-外骨骼之間的作用力最; 4.外骨骼應該能夠適應不同的環境,如山地、沙漠、草地、坡地、樓梯等; 5.外骨骼的控制必須是自動的,不需要人的外部命令; 6.控制律必須具有較強的魯棒性和可靠性; 7.沒有動力時,人仍然能夠穿戴著外骨骼運動。
在對機械外骨骼設計中考慮到要盡量減少人與機械外骨骼接觸,設計時只允許外骨骼腳部(穿在腳上的鞋子)和背部(穿在人身上的馬甲)與人體接觸。機械外骨骼上安裝了大量傳感器,用來測量其各種數據,把測量數據通過電腦處理后,控制機械外骨骼跟隨人體一起運動。 (1) 采用冗余自由度結構可提高機械外骨骼運動的柔順性和靈活性,減少因人體關節位置活動引起的人與外骨骼之間的運動干涉。 (2) 在設計外骨骼結構時,為滿足舒適性和安全性要求,需不斷完善機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較密集且敏感的部位。 (3) 傳感器、執行器以及能量存儲單元將趨于小型化和集成化。 (4) 通過對人體各肢節的質量、質心位置以及轉動慣量等參數的研究,提取更合理的人體生理參數,并在機械外骨骼中加以應用,從而建立更準確的機械外骨骼的運動學/動力學模型,提高系統仿真的準確度。 (5) 機械外骨骼的應用領域將會進一步拓展,不僅僅只應用于軍事上,還可應用于民用領域,比如《極樂空間》中那種人機合一的科幻影片的拍攝,以及醫療中的偏癱病人康復訓練等項目。 機械外骨骼可以賦予穿戴它的人部分或全部動物外骨骼所具有的功能,主要包括:支撐、保護、運動與環境感知,區別于機器人,機械外骨骼是人體在回路中的一個系統,其操作者也是控制系統中的一個組成部分,而且是人主機輔的控制系統。
在這個系統中,操作者是控制回路中的中樞,處于信息的集成和決策地位。而機械外骨骼則處于數據采集扮演和執行者的角色。盡管目前世界上已經出現了多種機械外骨骼,但離轉化為戰斗力還有一段距離。譬如,機械外骨骼的設計和自由度相匹配,研發輕便、高效的自給能源裝置等。隨著能源、材料和控制技術的不斷進步,機械外骨骼在單兵武器等軍事應用中大有潛力可挖。
問題來了,體外骨骼要求輕巧,控制簡單,有沒有了解電機的或者其他驅動的,用于關節上,例如大小腿之間膝蓋處,驅動大小腿運動,可以行走。 如果有電機或者液動裝置可以推薦下,不勝感激。
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