7、人体躯干运动监测与机器人躯干设计相关研究

人体躯干运动监测与机器人躯干设计相关研究

在当今科技领域，人体躯干运动监测以及类人机器人躯干设计是备受关注的研究方向。本文将围绕人体躯干运动监测系统、新型 LARMbot 躯干设计以及折纸启发的软气动执行器等方面展开探讨。

人体躯干运动监测系统

有一种基于商用惯性测量单元（IMU）的人体躯干运动监测系统，它具有舒适易穿戴的特点。该系统通过传感器采集人体躯干的角运动和加速度特征数据，这些数据被用于以用户为导向的程序中，以识别和表征躯干运动。其结果易于表示和解释，对医学诊断和功能表征具有重要意义，未来还有望在医学领域的其他应用以及类人机器人设计中发挥作用。

新型 LARMbot 躯干设计

• 背景与动机 ：类人机器人在各个场景中发挥着重要的辅助作用，LARMbot 类人机器人就是其中之一。它于 2015 年被开发出来，凭借其高效的机械架构和低成本的制造优势，能够完成多种类人动作，而其躯干在这些任务中起着关键作用。此前虽进行了 LARMbot 躯干的全旋转运动实验并提出了新的椎盘单元设计，但尚未进行运动学分析以获取最佳设计参数和评估新设计。
• 人体脊柱与椎盘单元设计
  • 人体躯干由胸部、脊柱、骨盆和肌肉组成，其中脊柱是主要驱动部分。基于人体脊柱结构，建立了脊柱机械模型，椎骨体可通过韧带的拉力运动，椎间盘由柔性材料制成，能减少外部冲击，整个人体躯干由多个这样的单元串联而成。
  • 为了模仿人体脊柱和类人运动，开发了一种带有电缆驱动机制的椎盘单元。它由两个椎骨、一个柔性联轴器、一个滑轮、电缆和一个伺服电机组成。