用于上肢外骨骼的新型仿生软体执行器：设计、制造与可行性研究
机器人学
2025-09-03 v1
摘要
软体机器人越来越多地被用作物理康复中的精密工具，特别是在辅助神经运动障碍患者方面。然而，许多用于康复应用的软体机器人存在响应时间慢、运动范围受限和输出力低等局限性。关于可穿戴软体执行器的精确位置和力控制的研究也有限。此外，很少有研究阐明波纹管结构执行器设计如何定量地影响机器人的能力。本研究引入了一种上肢软体执行器设计范式。该范式包含两种执行器：用于肘部的龙虾启发式硅胶气动机器人（LISPER）和用于肩部的扇贝形气动机器人（SCASPER）。LISPER 的特点是带宽更高、输出力/力矩增加且线性度高。SCASPER 的特点是输出力/力矩高且制造工艺简化。我们提出了描述两种执行器压力、弯曲角度和输出力之间关系的综合分析模型，以便可以设定执行器的几何配置来调整运动范围和输出力。在假人手臂上进行了初步测试，以检验执行器的能力。
引用
@article{arxiv.2509.01145,
title = {Novel bio-inspired soft actuators for upper-limb exoskeletons: design, fabrication and feasibility study},
author = {Haiyun Zhang and Gabrielle Naquila and Jung Hyun Bae and Zonghuan Wu and Ashwin Hingwe and Ashish Deshpande},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01145},
year = {2025}
}