通过人机外骨骼交互建模进行绑带运动学设计的透明度评估
机器人学
2024-09-30 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
下肢外骨骼（LLEs）是向用户提供机械动力的可穿戴机器人。人-外骨骼（HE）连接必须在交互过程中保持用户的自然行为，避免产生不期望的力。因此，大量工作致力于将其最小化。鉴于反复进行原型制作和实验测试设备具有固有的复杂性，对外骨骼及其与用户的物理交互进行建模成为评估设计效果的一种有价值的方法。本文提出了一种利用灵活的仿真工具来比较不同外骨骼配置的新方法。该方法考虑了模拟设备的动力学（包括其与穿戴者的交互），以评估多种连接机构设计以及 LLE 的运动学和驱动。该评估基于通过优化过程最小化交互力旋量，其中将接口处的阻抗参数作为优化变量，并将 LLE 关节变量轨迹与穿戴者关节运动的相似度纳入考量。使用 Wearable Walker LLE 在不同配置下进行了探索性测试并测量了交互力。随后将实验数据与优化结果进行比较，证明所提方法提供的接触力旋量估计与收集的测量数据及文献中的现有结果一致。版权所有 2024 IEEE。允许个人使用此材料。所有其他用途（包括在任何当前或未来媒体中为广告或促销目的重新印刷/重新发布此材料、创建新合集、转售或重新分发至服务器或列表，或在其他作品中重复使用本作品中任何受版权保护的组件）必须获得 IEEE 的许可。
引用
@article{arxiv.2409.18755,
title = {Transparency evaluation for the Kinematic Design of the Harnesses through Human-Exoskeleton Interaction Modeling},
author = {Riccardo Bezzini and Carlo Alberto Avizzano and Francesco Porcini and Alessandro Filippeschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18755},
year = {2024}
}