外骨骼肩关节仿生运动的实现研究

为了更好的实现外骨骼上肢康复机械臂仿人的康复动作,即在手臂自然下垂状态下,实现大臂的直接外展动作,本文通过分析人体肩关节的结构和基本动作以及部分已存在的外骨骼机械臂肩关节的不足,对运动模型进行简化,设计了一种三自由度外骨骼式肩关节。该设计应用在外骨骼机械臂上,可以使机械臂在手臂自然下垂状态下实现外展/内收、前屈/后展、水平外展/水平内收3个基本动作,这样的三自由度(degree of freedom,DOF)联动,可以使外骨骼机械臂实现的日常功能动作更符合人体关节的生理需求,更接近人体自然运动规律。而且三维模型运动模拟结果表明,此设计可达到预期的仿人运动效果。该研究对临床康复仿生运动具有积极意义。