RoboWalk：用于设计优化的显式增强人机动力学建模
机器人学
2021-08-12 v2
摘要
在各种应用和医疗行业中使用矫形器和外骨骼技术，特别是帮助老年人和普通人的日常活动，是研究机构的一个新兴领域。本文在介绍一款辅助下肢外骨骼（RoboWalk）后，分别利用牛顿法推导了多体运动树结构的人体和机器人的动力学模型。通过将结果与递归牛顿-欧拉算法（RNEA）的结果进行比较，验证了所得模型。随后将这些模型增强，以研究 RoboWalk 的关节力矩、人体的关节力矩以及完整系统的地面反作用力。由于 RoboWalk 是一个欠驱动机器人，尽管有辅助力，仍会对人体施加不良的扰动力。因此，提出优化策略以寻找最优设计，从而最大化 RoboWalk 的辅助性能并由此降低人体的关节力矩。为此，将使用人在回路优化算法。该优化问题的求解通过粒子群优化（PSO）方法完成。所设计的分析与优化结果表明了所提方法的有效性，消除了扰动力，降低了 RoboWalk 电机的扭矩需求以及重量。
引用
@article{arxiv.1907.04114,
title = {RoboWalk: Explicit Augmented Human-Robot Dynamics Modeling for Design Optimization},
author = {S. Ali A. Moosavian and Mahdi Nabipour and Farshid Absalan and Vahid Akbari},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04114},
year = {2021}
}