17、现代机器人假肢技术的创新与应用

现代机器人假肢技术的创新与应用

1. 引言

在科技飞速发展的今天，机器人假肢技术为截肢者带来了新的希望。这些假肢不仅在功能上不断逼近甚至超越传统假肢，还在设计和性能上进行了诸多创新，旨在为截肢者提供更接近正常人类生活的体验。本文将详细介绍几种先进的机器人假肢技术及其设计方法。

2. 不同类型机器人假肢的特点

2.1 开源机器人腿（OSL）

• 结构与传动 ：OSL 的膝关节和踝关节采用相同的构建技术，为提高输出扭矩，均使用连接多级皮带传动的电动机。膝关节采用三级皮带传动，可设置串联弹性执行器（SEA），通过定制扭转弹簧盘实现连续灵活性。踝关节为减小尺寸，采用两级同步带传动与四杆连接系统结合，其运动由两级输出皮带轮循环引导，使踝关节产生回转运动。
• 材料选择 ：选用新型 PowerGrip GT3 皮带，因其具有更长的使用寿命、更高的承载能力和更安静的运行特点。
• 实验与控制 ：对 OSL 的机电效率在时域和频域进行定义，并进行相关实验。执行器固定在测试场地，在控制电流系统测试中，各关节在位置控制测试时可旋转。高级控制系统以约 750Hz 记录所有信息。

以下是 OSL 主要部件的表格：
|部件|描述|
| ---- | ---- |
|传动|多级皮带传动，膝关节三级，踝关节两级|
|电子元件|包含电机驱动、传感器等|
|负载单元|用于测量相关数据|

2.2 保持屈曲姿势的机器人假肢