5、可穿戴辅助机器人及康复机器人的设计与应用

可穿戴辅助机器人及康复机器人的设计与应用

可穿戴扭转与倾斜运动辅助机器人

在可穿戴辅助机器人的研发中，由于辅助运动的执行器和检测运动的传感器与之前的模型有所不同，因此需要重新对运动进行分析。执行器从气压单元（麦凯本人工肌肉）换成了电动旋转电机，因为使用便携式气罐时工作时间太短。传感器方面，之前的模型使用旋转传感器，而新模型使用称重传感器。通过运动分析发现，力比角度更为重要。

运动分析

为了使新模型适应运动，对将行李堆叠到货物中的装载运动进行了描述和分析。在装载运动中，需要先提起行李并将其放在其他行李的顶部。通过对机场后院工人的动作进行拍摄和分析，发现虽然每个工人的动作略有不同，但存在一些常见的动作：
1. 工人先提起行李并同时扭转，这是为后续堆叠行李做准备，因为行李放置的位置在货物内部。
2. 接着进行反向扭转和堆叠动作，同时保持前倾以完成堆叠。
3. 最后进行后仰动作回到初始位置。

通过对运动的分析，明确了手持物体时的扭转和前倾动作很重要。使用称重传感器时，需要重新确定辅助的时机。通过对配备两个称重传感器的预开发机器人进行运动研究，并使用新机器人再次测量数据（传感器位置基本相同），得出了三种运动（左右扭转和倾斜运动）的结果。在装载运动中，不同动作下称重传感器的受力情况不同，根据这些受力情况可以识别辅助动作。开始辅助的时机是抓住行李把手时，提升动作的时间间隔约为 1.4 秒，因此堆叠动作的辅助在抓住把手 1.4 秒后开始，后仰动作也需要辅助，当回到初始位置且不再抓住行李时，辅助结束。

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动作	传感器受力情况