外骨骼机器人助力效率测试技术研究

国内外很多机构都将摄氧量作为评价外骨骼机器人性能好坏的指标之一，但各研究结果存在差异。针对摄氧量的测定易受多因素干扰等问题，通过气体分析仪和polar表研究在行走过程中跑步机的坡度、负载重量以及呼吸方式等不同因素对人体运动摄氧量和心率的影响。结果发现当坡度由0°增加到10°时，人体运动的摄氧量增加了121%，心率增加了36%；在相同坡度下，人体运动时的摄氧量和心率随着负载重量的增加近似线性增加；憋气的呼吸方式会引起摄氧量增加25%，心率增加7%。这对外骨骼机器人助力效率的测试具有指导意义。     

基于力位混合控制的踝关节外骨骼机器人四段式助力技术

外骨骼机器人的助力策略是影响外骨骼机器人助力效率的关键因素。相对于平地行走模式下的外骨骼机器人,坡地行走模式的助力机器人助力机理尚不明确。针对上述问题,以人体运动特征为切入点,研究坡地行走模式下的关节做功规律,阐述人体关节运动机理,并提出力位混合控制的四段式踝关节外骨骼助力策略。进一步研制柔性踝关节助力外骨骼机器人,并通过关节力矩与代谢试验验证该助力外骨骼机器人的助力效率。研究结果表明,坡地行走过程中,外骨骼机器人能够提供人体运动所需7%的关节运动力矩,并能够降低约3.5%的行走代谢能耗。     

迫击炮供输弹机械手结构设计和动力学分析

针对传统迫击炮自动化程度低、战场生存能力差等弱点,设计了用于120 mm迫击炮的供输弹机械手,实现3～4发/每分钟的射击速度.采用ADAMS软件进行机械手的动力学仿真,得到包括炮弹运动参数、机械手振动变形以及关节驱动等关键数据.