机械工程学报

作者：申慧敏, 葛瑞康, 葛迪, 李炳初, 甘屹, 秦龙辉, 杨赓

单位：1. 上海理工大学机械工程学院 上海 200093;2. 东南大学机械工程学院 南京 211189;3. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州 310027

关键词：肩部康复外骨骼,协同运动,人机相容性,自对准机构,灵巧性；

基金：国家自然科学基金 (51975513)、国家自然科学基金重大项目(51890884)、浙江省基础青年基金(LR20E050003)和宁波科技创新2025重大专项(2020Z022)资助项目。

受盂肱关节浮动转动中心的生理运动学属性影响，在基于外骨骼的肩部康复中，人体与外骨骼的兼容性将直接影响康复的效果甚至危及患者的安全。通过分析肩部协同运动特征，提出一种结构紧凑的顺应性肩关节自对准机构，并能够实现独立的锁骨和肩胛骨协同驱动锻炼。基于建立的人机闭链系统，提出4种完整的外骨骼构型，以肩部外骨骼运动空间灵巧性为评价标准，确定了最佳构型，设计并开发肩部外骨骼原型样机。穿戴性能测试试验结果表明，前伸和外摆时人机耦合界面相互作用力从20 N和35 N降低至1 N以下，人体自主外展轨迹和外骨骼穿戴对应点外展轨迹具有良好的吻合性，所提出的顺应性肩部康复外骨骼具有良好的人机相容性。

来源：2022年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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