机械工程学报

作者：孙茂文, 欧阳小平, 王泽正, 刘浩, 杨华勇

单位：1. 浙江大学机械工程学院 杭州 310027;2. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点试验室 杭州 310027;3. 浙江大学先进技术研究院 杭州 310027

关键词：外骨骼机器人,人机协同,柔顺控制,反驱特性,泵控驱动；

基金：国家重点研发计划(2018YFB1305402)和国家自然科学基金(51890883)资助项目。

人机协同控制是主动式外骨骼机器人实现助力行走的关键技术之一。根据站立相是人体行走的主要发力过程和泵控驱动单元自身具备的优良反驱特性，提出一种站立相主动助力、摆动相被动跟随的外骨骼机器人行走协同控制策略。建立泵控关节的运动学与动力学模型，获得外骨骼机器人关节运动轨迹与泵控驱动单元输出力之间的动力学关系，通过外骨骼机器人背部末端的人机交互力信息实现了站立相的柔顺助力控制。在摆动相过程中，人体的摆动腿具有发力小、速度快的特点，充分利用泵控驱动单元的反驱特性，实现了外骨骼机器人摆动相的被动跟随控制。开展了泵控外骨骼机器人试验测试，结果表明提出的协同控制策略有效可行。降低了人机交互控制的难度，减少了助力行走的能量消耗。

来源：2022年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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