一种主动型踝关节助力外骨骼设计及性能实验

作者：韩亚丽^*; 韩子; 金壮壮; 徐闽海; 吴应达

来源：仪器仪表学报, 2023, 44(11): 109-118.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2311678

• 踝关节助力外骨骼
• 步态识别
• 有限状态机

为实现踝关节的运动助力，针对踝关节运动过程角度变化快、运动自由度多的特点，本文提出了一种基于多支链空间连杆机构的主动助力外骨骼，通过电机带动丝杆传动并组合空间连杆机构的设计方式，实现了踝关节主动的背屈/跖屈及从动的内收/外展，旨在提高踝关节外骨骼运动跟随的协调性，减少其对穿戴者运动自由度的限制。基于脚底测力系统进行步态识别，采用运动状态机对踝关节助力外骨骼进行分层控制策略研究。并对踝关节进行运动实验测试及助力评估。实验结果表明，踝关节外骨骼的有效助力范围(跖屈30°～背屈20°,内收35°～外展15°)能够满足正常行走需求，具有良好的运动跟随性(角度误差≤2°),受试者小腿肌电信号明显衰减，减幅均值可达28.91%,可实现有效助力。

• 单位
  南京工程学院