面向人机交互的机器人变刚度柔性驱动器设计与分析

针对传统的高刚性机器人已无法满足人机交互安全性和复杂环境自适应性的不足之处,利用磁流变液的磁流变效应,提出并设计了一种新型的用于机器人关节的变刚度柔性驱动器。详述了柔性关节驱动原理,设计了驱动器的结构并进行力学分析,同时利用磁场仿真软件Maxwell进行驱动器的磁场分析。最后对驱动器性能进行仿真分析和实验验证,对比分析结果表明该驱动器具有结构简单、易于控制、更宽的主动变刚度调节范围的特点,并且能够吸收振动或者冲击带来的能量,提高了机器人的关节输出能力。     

肌电信号的离散运动预测研究

目前的康复训练设备大都体积庞大,响应迟缓。针对这一现状设计了一套便携式三自由度上肢外骨骼机械臂及其控制系统。该机械臂的3个自由度分别是手掌腕部摆动、前臂侧向运动和肘关节转动。对肱二头肌和肱三头肌的肌电信号进行采集,然后对采集的肌电信号进行滤波,提取特征值,以期获得反映人体运动意图的有效信息。在此基础上设计了利用肌电信号实现肘关节转动的离散运动控制方法。实验表明设计的离散运动控制方法平均模式识别正确率能达到90%以上。