用于儿童外骨骼软服的肩部与肘部织物气动驱动器施力分析
机器人学
2025-05-13 v2
摘要
为提升儿童外骨骼软服的设计水平,评估驱动器产生的力至关重要。本工作评估了上肢儿童外骨骼软服中软质织物气动驱动器所施加的接触力。研究了两种驱动器:用于肩部外展/内收的单腔双向驱动器,以及用于肘部伸展/屈曲的波纹管型驱动器。实验评估了驱动器锚定点与相邻关节角度对施力以及驱动关节活动范围(ROM)的影响。这些参数通过集成于定制婴儿尺度工程装置(具有两个自由度,即两个旋转关节)中的力传感器与编码器进行测量。对于肩部驱动器,结果表明,在肘部屈曲至 时,将驱动器锚定于远离肩关节中心的位置,可在最小化施加于身体的峰值力的同时获得最大 ROM。对于肘部驱动器,在肩关节处于 时对称锚定可优化驱动器性能。这些发现为在功能性与穿戴舒适性之间协同优化所考虑的外骨骼软服设计迈出了关键一步。
引用
@article{arxiv.2503.18376,
title = {Analysis of Forces Exerted by Shoulder and Elbow Fabric-based Pneumatic Actuators for Pediatric Exosuits},
author = {Mehrnoosh Ayazi and Ipsita Sahin and Caio Mucchiani and Elena Kokkoni and Konstantinos Karydis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18376},
year = {2025}
}