下肢外骨骼服传感靴的结构优化分析

为实现对骨骼服的控制,需要确定人体正常步行时脚底压力载荷分布情况,为此研制了一套可靠耐用的骨骼服传感靴.通过分析比较现有各种测力鞋垫系统,提出一种只需在传感靴底部的适当位置放置3个压力传感器就可以准确测量步态压力且性能更可靠的结构优化方案.试验结果表明,优化后的传感靴可以更快速准确地测量出不同步态时的脚底压力,有效提高外骨骼跟踪响应速度,可用于外骨骼机器人系统和改进控制算法设计.     

两足外骨骼机器人足底压力测量系统

为实现两足外骨骼机器人行走过程中的步态识别,需精确、可靠地获取其足底压力载荷的分布情况。研制一种高灵敏度具有强抗偏载能力的小型轮辐式足底压力传感器,并针对该传感器输出电压只有几十微伏的微弱信号特点设计制作了具有斩波自稳零功能的多路前置信号放大调理电路板。为减小温度等因素产生的非线性误差,设计了传感器恒电流源供电模块。系统采用基于PC的控制器,多通道信号高精度同步采样,通过实际样机试验表明电路实现高增益放大的同时输出噪声峰峰值小于3 mV,且长时间样机试验,信号几乎不存在零漂,具有较好的稳定性。系统结构合理,可靠性高,可适用于仪表信号的处理。