体积转移：一种面向织物基气动外骨骼服的新设计概念
机器人学
2024-01-12 v1
摘要
织物基气动外骨骼服因比传统外骨骼更轻、更柔，现已成为研究热点。现有研究更多关注外骨骼服的力学性能（如力矩和速度），而较少关注其可穿戴性（如外观和舒适度）。本工作提出了一种面向织物基气动外骨骼服的新设计概念——体积转移，即将气动执行器的体积从服装轮廓之外转移至其内部。这可在保持足够力矩的同时，实现隐蔽外观和更大的应力面积。为验证这一概念，我们开发了一款用于膝关节伸展辅助的织物基气动外骨骼服。其轮廓厚度仅26mm，应力面积几乎包裹半条腿。我们采用数学模型和仿真确定外骨骼服的参数，避免了多次原型迭代。实验结果表明，该外骨骼服在90kPa气压下可产生7.6Nm的力矩，并显著降低膝关节伸肌的肌电活动。我们相信，体积转移概念可在未来的织物基气动外骨骼服设计中得到普遍应用，以实现可穿戴性的显著提升。
引用
@article{arxiv.2401.05881,
title = {Volume Transfer: A New Design Concept for Fabric-Based Pneumatic Exosuits},
author = {Chendong Liu and Dapeng Yang and Jiachen Chen and Yiming Dai and Li Jiang and Hong Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05881},
year = {2024}
}