机械工程学报

作者：张立杰, 于金须, 闫建华, 杜义浩, 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,可穿戴外骨骼,构型综合,人机构型,复用因子；

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

针对当前穿戴式外骨骼机构设计缺少系统流程和具体方法，且较少考虑人机共融的问题，提出了基于人机共融的外骨骼机构构型综合及优选方法。在构型综合方面，根据人机共融中穿戴性要求，构建人体肌骨构型(Musculoskeletal configuration, MC)，应用“最小闭链单元组合法”建立人机构型(Human-machine configuration, HMC)；根据人机共融中运动灵活性要求，利用“二连杆单元插入法”提升HMC自由度并进行构型变换，结合邻接矩阵和“环路顺逆标注法”建立了构型综合的数学模型；在构型优选方面，根据人机共融中人机运动一致性要求，利用复用杆和复用因子指标优选出符合自由度要求的构型。选取食指为例，建立了食指HMC并综合出15种拓扑构型，优选出自由度为3、复用因子总数为4的构型，该构型满足穿戴式外骨骼机构设计中人机共融要求，验证了上述方法的有效性。

来源：2022年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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