形状记忆合金驱动手指功能康复外骨骼设计

作者：王扬威; 吕佩伦; 郑舒方; 王奔; 李健^*

来源：浙江大学学报(工学版), 2022, 56(12): 2340-2348.

• 手指功能康复机器人
• 形状记忆合金(SMA)丝
• 软体外骨骼结构
• 模糊神经网络PID
• 位姿控制

为了研制适应关节黏弹特性、轻便、可穿戴的手指功能康复装置，在分析手指关节、肌腱运动机理的基础上，设计形状记忆合金（SMA）丝驱动的手指功能康复装置.建立该装置的运动学模型和SMA驱动模型，提出基于SMA丝电阻反馈的模糊神经网络PID控制方法，研制手指功能康复外骨骼样机，进行样机的运动性能和控制性能实验.结果表明，仿生外骨骼实现了预期的手指被动康复运动，拇指、食指和中指的最大弯曲角度与人体手指的弯曲角度相近，分别为130.5°、236.4°、242.5°；仿生外骨骼能够辅助手指完成日常抓握动作；模糊神经网络PID相比于传统PID控制，有效缩短了仿生外骨骼的响应时间，手指的屈伸康复频率为6次/min.

• 单位
  机电工程学院; 东北林业大学