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融合有源和无源的下肢外骨骼设计及其数字孪生系统构建

 现代邮政学院(自动化学院)

Research on the design and digital twin system construction of a lower limb exoskeleton combining active and passive power

穿戴式外骨骼是一种能够可通过力学结构与机械驱动对人体运动进行辅助或者主动助力的人机一体化智能穿戴装备,以提升人体行走耐久性和负重能力。根据装备是否有动力源,可分为无源外骨骼和有源外骨骼。有源外骨骼存在质量大、结构繁琐、续航短、成本高、使用场景受限以及人机协调性难等困扰,而无源外骨骼无需外部能源,通过巧妙的机构创新设计,使装置将负载物或人体的重力转移到地面,从而减轻穿戴者所承受的重力以及下肢关节的压力负荷,进而提升穿戴者的负载能力与安全保证。因此,无源外骨骼在国防军事、医疗康复、应急求援、航空航天等领域具有重要的广阔应用前景,是穿戴式外骨骼发展重要前沿新方向。 本项目将从外骨骼的设计入手,在其传统的省力结构上改造,增加便携性,增添传感器与机械驱动装置,将无源外骨骼与有源外骨骼融合起来,进而建立一种新型的外骨骼结构。此外骨骼结构穿戴后易于行动,具备一定的省力效果,经过设置可手动进行其有源与无源状态下的转换,抑或是在智能状态下自动切换,进而缓解传统有源外骨骼的结构繁琐与高耗能的问题;其高精度传感器可感知机械结构的各数据变化,可将数据实时输出,以便于后续其他衍生品进行诸如:外骨骼设备状态检测、 外骨骼穿戴者的身体状况检测、穿戴者动作精密性与准确性评估等重要功能。

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项目信息

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项目负责人

赵恒基2022级 现代邮政学院(自动化学院) 自动化类

项目成员

孙凌云2022级 电子工程学院 电子信息类

王怡然2022级 信息与通信工程学院 通信工程

方小倩2022级 信息与通信工程学院 通信工程(大类)

姜川2022级 现代邮政学院(自动化学院) 自动化类(智能机器人与智慧物流)

指导老师

黄昔光现代邮政学院(自动化学院) 教授

评审老师

张恒文现代邮政学院(自动化学院) 讲师

徐晓慧现代邮政学院(自动化学院) 教授

王松现代邮政学院(自动化学院) 讲师

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该项目暂无荣誉
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