机械工程学报

作者：于金须, 闫建华, 王孝冉, 张立杰, 谢平, 李永泉

单位：1. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004;2. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室 秦皇岛 066004;3. 燕山大学电气工程学院河北省智能康复及神经调控重点实验室 秦皇岛 066004;4. 燕山大学河北省并联机构与机电系统实验室 秦皇岛 066004

关键词：人机共融,连杆型手指外骨骼机器人,关节末端轨迹,指关节关联性函数,工作空间；

基金：国家自然科学基金(U20A20192)、河北省科技厅重点研发计划项目(21372005D)和河北省自然科学基金重点项目(F2022203079)资助项目。

手指外骨骼机器人是一种手部康复训练装置，传统的连杆型手指外骨骼机器人通常只考虑远指关节的末端轨迹重合度，未考虑掌指关节和指间关节的末端轨迹，无法保证手指能够自然的屈伸，存在舒适性和安全性问题。基于人机共融外骨骼机构构型综合方法，建立了人机构型的约束方程，提出了人机共融设计方法，认为外骨骼机器人在穿戴后与手指共融为一个整体机构。设计了自适应角度采集设备进行了数据采集实验，并拟合出2个指关节关联性函数，将其引入人机构型约束方程，通过粒子群算法求解并优化了尺度参数，完成人机共融外骨骼机器人设计并仿真分析了其工作空间。搭建了外骨骼机器人样机并进行了实验，结果显示机器人样机具备人机共融特性，能够很好地拟合三关节末端的轨迹，证明了设计方法的有效性。

来源：2024年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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