一、膝关节外骨骼机械结构设计:
根据人体膝关节的生物力学特性,设计外骨骼的整体机械结构,包括关节连接方式、传动机构、支撑框架等。选择合适的材料,确保外骨骼具有足够的强度、刚度和轻量化特性。进行结构优化设计,提高外骨骼的穿戴舒适性和运动灵活性。
二、外骨骼驱动系统设计:
调研不同类型的驱动元件,如电机、液压或气动元件等,选择适合膝关节外骨骼的驱动方式。设计驱动系统的控制电路,实现对驱动元件的精确控制。考虑动力源的选择和布置,确保外骨骼具有足够的续航能力。
三、传感器系统设计与数据采集:
选择合适的传感器,如角度传感器、力传感器、加速度传感器等,用于实时监测膝关节的运动状态和外部作用力。设计传感器的安装位置和信号采集电路,确保传感器数据的准确性和可靠性。开发数据采集与处理软件,实现对传感器数据的实时采集、存储和分析。
四、外骨骼控制策略研究与实现:
基于人体膝关节的运动规律和外骨骼的设计特点,研究合适的控制策略,如基于力反馈的控制、基于轨迹跟踪的控制等。
