6、远程操作与上肢外骨骼技术：从力传递到创新设计

远程操作与上肢外骨骼技术：从力传递到创新设计

1 远程操作与力传递技术发展

在远程操作放射性材料的场景中，力传递技术至关重要。早期的电动主从式机械手通过弹性耦合定律和比例关节控制来模拟机械传动。由于电机单位质量的扭矩有限，早期设计者需在减少扰动（如摩擦和惯性）的前提下放大扭矩，他们采用了精确的可逆齿轮和多个小型电机。

闭环关节扭矩控制概念虽常被讨论，但开环机械放大结合电流测量因其简单、可靠和高性能，仍广泛应用于触觉设备等。

从 1954 年到 1974 年的开拓期，以 J. Vertut 团队发明的 MA23 机械手结束，它首次仅通过滑轮组和电缆实现扭矩放大。SCS 执行器则是线性扭矩放大的新方案，还能让纵向电机驱动横向关节，避免了锥齿轮的诸多缺点。

2 机械可逆性与扭矩传递

2.1 机械可逆性概念

机械可逆性是不可逆性（自锁）的互反属性，可通过接触点在有干摩擦的斜面上滑动的理论来理解。输入 - 输出扭矩传递定律能综合体现可逆和不可逆机制的特性。

可逆机制在输出扭矩超过一定阈值时，会将扭矩传递到输入；不可逆机制则无论输出扭矩大小，都不会传递扭矩到输入，即自锁。

透明机制具有严格线性的扭矩传递特性，不受速度和加速度影响。使用扭矩传感器可对不可逆机制进行闭环控制，使其具有可反向驱动性。

2.2 术语总结

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机械类型（结构特性）	行为
可逆