用于外骨骼服自适应低位移锚定的可拉伸气动套筒

尽管可穿戴技术近期取得了进展，将运动辅助设备与人体连接仍然具有挑战性。我们提出了一种可拉伸气动套筒，它能在运行期间将外骨骼服执行器锚定在人臂上，且执行器安装点相对于身体的位移很小。我们的套筒有潜力作为外骨骼服的自适应附着机制，因为它能调节压力，仅按传递所施加的外骨骼服力所需的大小压缩手臂，而不会产生大幅位移。我们讨论了套筒的设计，它由形成带状的织物气动人工肌肉（fPAM）执行器制成。我们量化了九条不同长度和宽度的 fPAM 带以及三种套筒（一条 fPAM 套筒、一条如先前文献中的串联囊电机（SPM）套筒，以及一条现成的魔术贴套筒）的性能，方法是测量压缩力随压力的函数关系，以及可抵抗的局部拉力随压力和安装点位移的函数关系。我们的实验结果表明，具有较小静止长度和/或较大静止宽度的 fPAM 带产生更高的力。此外，在充气状态下，与 SPM 套筒在完全拉伸时具有等效尺寸的 fPAM 套筒表现出与 SPM 套筒相似的性能。在充气状态下，与魔术贴套筒相比，这两种气动套筒均减小了安装点位移。与 SPM 套筒相比，fPAM 套筒在破裂前能承受更大的内部压力，从而扩大了其可能的受力范围。此外，在未充气状态下，fPAM 套筒能很好地抵抗拉力，表明其具备在未驱动时提供锚定的能力。