肩の外骨格に組み込まれた2つのシリーズの弾性アクチュエータデザインの比較

低インピーダンスとトルク制御は、ロボットエキソ販売を使用した動きのリハビリテーションに不可欠です。接地された3度の自由度の肩の外骨格は、肩の誘duction/状況、屈曲/拡張、および肩の内部/外部回転における運動支援のために設計されました。2つのシリーズの弾性アクチュエータのデザインは、グローバルな非線形剛性挙動を備えた線形スプリング配置を使用して開発されました。一定のトルクの適用中のRMSエラーは、肩の追加/ABDで06 nm未満で、腕の回転が04 nm未満でした。abd/inductuctionの場合、ステップ応答の上昇時間は05秒で、フリーモードのインピーダンスは3.5 Hz振動中に007 nm/geでピークに達しました。腕の回転の場合、ステップ応答の立ち上がり時間は03秒で、インピーダンスは3.5 Hz振動中に023 nm/geでピークに達しました。両方の海の設計には、トルク追跡の観点から他の海の設計に似た性能測定がありましたが、以前に報告されたよりもはるかに低いインピーダンスがありました。

Low impedance and torque control are critical for movement rehabilitation using robotic exoskeletons. A grounded 3 degree of freedom shoulder exoskeleton was designed for movement assistance in shoulder abduction/adduction, flexion/extension, and shoulder internal/external rotation. Two series elastic actuators designs were developed using a linear spring arrangement with a global nonlinear stiffness behavior. RMS errors during application of constant torque were less than.06 Nm in shoulder add/abd and less than.04 Nm in arm rotation as the limb was moved in sinusoidal trajectories up to 3.5 Hz. For abd/adduction, the step response rise time was.05 s, and free mode impedance peaked at.007 Nm/deg during 3.5 Hz oscillations. For arm rotation, the step response rise time was.03 s, and impedance peaked at.023 Nm/deg during 3.5 Hz oscillations. Both SEA designs had performance measurements that were similar to other SEA designs in terms of torque tracking, but with much lower impedance than previously reported.