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Xsens动作捕捉系统在外骨骼机器人项目的应用

文章来源:本站原创 作者:frank 发布时间:2018年05月23日 点击数: 字号:

外骨骼控制人体动摇估计

欧洲Symbitron项目专为脊髓受损人群设计外骨骼机器人。目前市场上的外骨骼机器人保持平衡时需要依靠拐杖,因此Symbitron项目的主要目标就是开发出安全、适合人体的个性化可穿戴外骨骼机器人,帮助脊髓受损患者自行走路,不需要借助外部拐杖。

外骨骼机器人的平衡控制

专为外骨骼机器人设计的平衡控制器使用人体自身的动摇。外骨骼机器人的联合编码器与用户上身和大腿上的跟踪器结合,可以估计人体动摇。转换器读取Xsens惯性测量单元的数据并输出到EtherCAT总线。控制器的用途是降低人体动摇,确保人体平衡,保持直立。

IMU attached to the trunk and thigh.图1中,患者身穿外骨骼机器人模组,背后有一支推杆作用在患者的背部。患者躯干和大腿上的惯性测量单元记录了该过程的反馈数据。

图2显示了患者对推杆外力的动摇反馈。人体动摇是通过计算惯性测量单元数据和外骨骼机器人上的联合解码器获得的。

测试用例

实验中,一名罹患脊髓损伤的试飞员身穿外骨骼机器人。在平衡控制器工作时,即使他的背部承受外部推力,也可以保持站立平衡,而这是他在没有穿外骨骼机器人时所做不到的。不论作用在他背部的推力是大还是小,他都可以恢复站立平衡。

感谢荷兰特温特大学对外骨骼机器人项目的支持。

 

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