15、模块化肘部外骨骼：概念与设计

模块化肘部外骨骼：概念与设计

1 主要需求确定

支持情况受多个维度的影响和决定，设计支持系统时，必须考虑用户、任务、技术和环境的相互作用。技术设计原则需兼顾安全、人体工程学、舒适性、技术亲和力和可用性等方面。模块化肘部支持系统遵循人 - 混合机器人的理念，旨在通过使支持系统适应不同的支持需求，减少某些身体部位的有害过载。

1.1 可连接外骨骼分析

市场上和研究领域存在多种系统，这里仅对上肢近端系统 Lucy、Airframe 和 Paexo Shoulder，以及背部系统 Laevo、CrayX 和 Rakunie 进行形态学分析，具体信息如下表所示：
| 外骨骼 | 支持身体区域 | 驱动类型 | 物理接口 | 系统重量 | 结构 |
| — | — | — | — | — | — |
| Lucy | 上肢 | 主动，气动 | 圆形 | 5 kg | 刚性 |
| Airframe | 上肢 | 被动，弹簧 | 半开放 | 2.5 kg | 刚性 |
| Paexo Shoulder | 上肢 | 被动，弹簧 | 圆形 | 1.9 kg | 刚性 |
| Laevo | 背部 | 被动，弹簧 | 半开放 | 2.8 kg | 刚性 |
| CrayX | 背部 | 主动，电动 | 圆形 | 8 kg | 刚性 |
| Rakunie | 背部 | 被动，弹性带 | 圆形 | 0.25 kg | 柔性 |

这些系统通常具有物理接口，如肩带和骨盆带，用于承载系统重量，并将支撑力传递到更强壮、更稳定的身体部位。支撑力常通过近端背部结构传递，该结构可由刚性或柔性元素组成，在某些情况