串联-并联混合自平衡步行外骨骼

截瘫用户无辅具行走

采用仿人下肢串联-并联混合机构，相比现有外骨骼显著减小髋关节轴线错位和腿部惯量，并提高结构刚度，从而实现更贴合人体且更稳定的自平衡步行。

Dingkui, Tian · 何勇 · 陈子强 · Li, Feng · Li, Jinke · Yin, Meng · Li, Zhang · Wu, Xinyu

IEEE Transactions on Automation Science and Engineering 2024

技术优势

髋关节错位更小

串联-并联混合机构模仿人体下肢布局，使外骨骼与用户的髋关节轴线更接近，减少行走时的交互力与不适。

腿部惯量更低

相对于质心，腿部惯量降低使摆动更轻快，能耗更低，步态更自然。

结构更刚硬

结构刚度提高增强了整机承载能力和控制精度，减少变形对步态的影响。

控制器对用户参数不敏感

仿生黏弹性柔顺控制器模仿生物肌肉特性，对用户的体重、身高、肢体长度等物理参数变化具有鲁棒性，无需频繁调参。

应用场景

• 截瘫康复训练：让截瘫患者无需拐杖自行站立行走，提供更自然的步态训练。
• 助行机器人：作为助行机器人，替代传统助行器，让用户双手自由。
• 脊髓损伤康复：针对脊髓损伤患者，提供早期站立和步行训练，预防并发症。
• 外骨骼运动控制：其仿生黏弹性柔顺控制器可作为外骨骼运动控制的参考方案。