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摘要
为了降低肩关节康复外骨骼结构和控制策略的复杂性,提出了一种基于重力平衡的2R1R1P2R系列肩关节外骨骼结构.为了实现人机运动学相容,外骨骼在肩部3个基本运动关节的基础上引入被动滑块和盂肱关节转心(CGH)无动力补偿机构,使外骨骼与上臂形成运动学恰约束系统.CGH补偿机构采用重力平衡提供肩关节支撑,并通过手臂反向牵引实现运动自适应,降低了控制复杂度.此外,提出了一种简单直观的弹簧调整策略,以实现任意质量下的重力平衡.根据肩肱节律的影响因素分析,对CGH机制进行了运动学分析,表明该机构能适应不同条件下的CGH的运动轨迹.最后,对该机构进行了动力学仿真,结果表明补偿力矩已降至0.22 N·m以下,并验证了机构可行性.
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