13、助力人类运动的智能纺织外骨骼与铁路列车路线设置自动化研究

助力人类运动的智能纺织外骨骼与铁路列车路线设置自动化研究

在现代科技的发展进程中，助力人类运动的外骨骼技术以及铁路列车路线设置自动化技术都取得了显著的进展。本文将详细介绍这两项技术的相关内容，包括外骨骼的设计、实验结果，以及铁路列车路线设置自动化对铁路交通效率的影响。

智能纺织外骨骼

原型设计

• 驱动轴 ：人造肌肉为人体表层肌肉提供本体感受信息，需支撑冈上肌和冈下肌。第一个气动执行器位于盂肱关节，作用于前后轴，支持额状面的外展；第二个沿肩胛骨作用于纵轴，支持横断面的旋转。4个气动执行器将放置在Y形聚碳酸酯结构中，支撑整个外骨骼。
• 驱动元件 ：电动阀和电缆均匀分布在结构中。为肩部的每个独立执行器创建定向路径，以增强肌肉本体感受，确保更好地适应用户运动。还设置了肘部护垫，将气动装置固定在手臂远端。电子模块位于椅子背部，解放了中部和腰部区域，减少了过度的机械压力。此外，设计了腰部支撑结构，用于调整腰部节段的屈伸和旋转。
• 外骨骼结构与材料 ：基于传感和驱动组件的要求，开发了可穿戴外骨骼，以确保操作者的生理舒适度。采用人体映射概念，使用具有柔软触感、轻便、弹性、吸湿排汗、易干燥、透气和缓冲刚性元件等特性的技术针织和机织纺织品，同时能抵抗有源元件的运行。

架构

外骨骼系统架构分为三个核心活动：
- 实时人体姿势感知 ：基于六个惯性传感器，集成在KALLISTO©模块中。通过磁性USB将工人的运动和位置数据收集并传