用于步态增强可穿戴设备的混合驱动器设计
机器人学
2020-03-10 v1
摘要
我们描述了一种流体驱动器设计，其用软体驱动器替代液压缸的密封腔，以在低工作压力（≤50 kPa）下提供具有大作用力（≥100 N）的柔性线性压缩，用于下肢可穿戴设备。外壳在流体加压下约束软体驱动器的变形。这使得我们可以使用乳胶派对气球作为快速且廉价的替代方案进行初步设计探究。我们发现，软材料变形所施加的力被刚性外壳很好地捕获，从而无需显式描述软材料变形的力学及其与刚性结构的相互作用。可以使用经典的力、压力和面积公式乘以效率参数来表征驱动器性能。此外，我们提出了一种混合驱动器的工程设计，其采用定制软体驱动器置于具有开放端以输出压缩力的单壳腔内。我们的结果表明，所提设计可在短行程距离内产生极高作用力。在50 kPa的低输入压力下，施加的阻挡力仅比经典方程预测值小约3%。该驱动器适配于一种用于矫正膝关节对线的新步态增强设计，而这通常是纯软材料制成的驱动器难以实现的。
引用
@article{arxiv.2003.03586,
title = {Hybrid Actuator Design for a Gait Augmentation Wearable},
author = {Fang Wan and Zheng Wang and Brooke Franchuk and Xinyao Hu and Zhenglong Sun and Chaoyang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03586},
year = {2020}
}
备注
5 pages, 7 figures, published at IEEE ROBIO 2017